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表面质量影响机械加工论文

一、表面粗糙

(一)在零件使用性能当中表面粗糙度产生的影响

1、对于配合性质

在进行零件装配之后,表面粗糙度较大的零件,会导致其实际的接触面积有不同程度的减少,从而导致零件的接触刚度受到一定程度影响。当间隙配合的时候,因为表面磨损会导致间隙增大,从而降低了零件表面的接触刚度,而出现振动现象;而到配合过盈的时候,零件加工表面的峰顶会被挤平,进而导致实际的过盈量有着不同程度的减少,最终影响配合之间的连接。

2、对于耐磨性

当机械零件表面的粗糙度多大的时候,如果仅仅凸峰有接触,就会出现干摩擦现象;而当凸峰嵌入到了凹谷里面时,造成严重磨损的原因是,相互之间的摩擦阻力会加大,从而出现塑性、弹性变形以及剪切的破坏;当机械零件表面粗糙度过小的时候,由于润滑油被挤出,而分子之间的亲和力会有所加强,从而导致表面之间的磨损加剧。因此为了减少零件的磨损、摩擦,就需要对于表面粗糙度进行合理、合适的选取。

3、对于疲劳强度

当在交变荷载的作用之下,机械零件的表面受到作用导致其表面越来越粗糙,从而加剧了应力集中,最终导致疲劳损坏而出现疲劳裂纹。

4、对于接触刚度

零件加工表面越是粗糙,两个零件表面之间的接触面积也就会越来越小,而接触面积当中的单位面积所承受的作用力会越来越大,最终导致接触刚度降低,增大凸顶处的塑性变形,影响了零件的抗振性能以及精度要求。

5、对于结合密封性

由于在机械零件表面加工的时候,考虑到存在微观不平的现象,因此当两个零件表面有所接触的时候,其密封性就会受到之间产生的间隙的影响。

(二)对于零件机械加工表面粗糙度产生影响的主要因素

1、一般来说,对于加工零件的要求当中,如果材料硬度不够,塑性材料的韧性较大,往往在加工之后会出现较大的粗糙度值。进行脆性材料的加工的时候,进行加工切屑的时候,会呈现出碎粒状(不规则),往往会将表面粗糙度增大。当然使用同样的材料的时候,表面粗糙度与晶粒组织的粗大程度成正比。

2、当切削用量保持在某一个范围的切削速度之内时,在对于塑性材料如有色金属、钢料等进行加工时,很容易在表面形成鳞刺和积屑瘤,进而增大表面的粗糙度。

二、机械零件表面层物理力学性能

(一)对于零件使用性能,表面物理性能的影响

1、冷作硬化

当冷作硬化在机械零件的表面产生的时候,会导致塑性下降而提高其硬度与强度,从而使得其接触刚度与耐磨性能都有不同程度的提高。但是当冷作硬化过渡的时候,就会影响到表面层的配合质量以及配合精度,主要原因是因为当表面层的剥落以及裂纹产生时,会加大其磨损,降低耐磨性。

2、残余应力

在进行机械零件表面加工时,当表面的金相组织变化或者是金属组织出现了体积或者是形状的变化的时候,会有相互处于平衡的弹性应力在其机体材料与加工表面层之间出现,也就是所说的残余应力。而对于残余应力来讲,分为了残余压应力与拉应力两种,残余压应力会将零件的疲劳程度提高;而残余拉应力则会导致微裂纹在零件表面出现。

3、表面层金相组织的变化

进行零件表面切削与打磨等精加工的时候,一般会产生800到1000℃的高温。而较高的温度会导致加工表面层烧坏,出现淬火钢件表面退火现象,而导致机械表面层的物理性能大幅度的下降,从而有相变在表面金属层产生。

(二)表面层物理力学性能受到影响存在的主要因素

1、加工硬化

表面冷作硬化程度主要是取决于塑性变形切削力的产生、变形时的表面温度、零件表面的变形速度以及工件使用的材料。

2、表面层残余应力

在进行机械零件的切削加工时,在切削力的作用之下,当切削温度不够高的时候,工件的表面就会有塑性变形产生,导致基体金属会有弹性形变的产生,最终形成残余压应力;切削热的作用使表层与基体金属因收缩不同而受牵制,形成残余拉应力。

3、表面层金相组织变化

在零件表面加工时,随着切削的进行,其表面温度也会随之升高,当温度超过了金相组织变化所能承受的临界点的时候,就会出现金相组织变化。

三、提高机械加工表面质量的措施

(一)刀具方面

当我们确定了选取的刀具的类型以及材料时,应当主要针对刀具前角、主偏角、后角等参数进行详细的考虑选择。确保机械零件加工表面质量可以通过对于切削变形与摩擦的减少、切削温度与力的降低等方式来完成。

(二)切削用量

适当的提高切削速度,能够降低切削力,将切削变形较小,当速度达到一定的切削值时,就不会有鳞刺和积屑瘤的产生,通常情况下,可以使用进给量与背吃刀量较小的,在刀具能够承受的极限磨损的条件下,最大限度的增大切削速度。

(三)工件方面

提高机械零件毛坯质量,可以进行恰当的热处理的放来将工件的切削加工性能进一步的改善,从而有效的避免积屑瘤和鳞刺的产生,从而获得表面质量,减少塑性变形。

四、结语

对于表面的机械加工质量的保护是一个牵涉到多个方面的问题,因此,我们需要在考虑到其能够正常使用的前提下,还能够考虑到经济效益等各个方面,从而做到生产成本的降低,而加工质量的稳步上升。


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