机械加工因素（精选12篇）
机械加工因素 篇1
1 初探机械加工
要实现机械加工精度的提高, 减少不利因素的影响, 就要对机械加工下苦功夫。了解机械加工的内容, 掌握机械加工的目标, 才能有的放矢, 有效提升机械加工的精度。用通俗的话语深入浅出的解释, 机械加工常常是生产和改造一些在实际生活中或者生产中需要使用工件。采用的方法是改变工件的物理属性 (通常情况下包括大小、形状、位置等属性) 。在加工之前, 我们需要有一个设计目标, 也就是我们想要得到的工件的一些属性指标。机械加工涉及多个工作生产领域, 金属的粘结、离子切割、焊接方向、激光切割方向, 如此等等不一而足。
2 机械加工的精度
机械加工中提到的精度, 是指我们实际加工出的产品或者零部件与我们预先的设计之间存在的差异。差异越大精度越低, 差异越小精度就越高。由于在实际的机械加工过程中, 一些影响因素是不可避免的, 比如加工工具的精度、加工中的温度湿度对零件的影响等。所以误差是不能够避免的, 但失误却是可以避免的, 误差是可以尽量减小的。减少误差, 提升精度是我们工作中要达到的目标。
3 影响精度的原因分析
3.1 工作人员的技术水平
机械加工人员的技术水平也起到一定作用, 尤其是工作人员的责任心。对工作的淡漠与不负责, 会造成生产过程中的较大误差的发生, 降低生产精度, 甚至会产生错误生产, 造成企业的经济损失。比如零件和产品加工中, 需要测量工序时, 测量方法使用不准确、量度工具精度不匹配等问题, 都会直接影响部件的生产精度。再比如, 每次生产过程中都需要工作人员对机床的一些部件进行位置的调整。从而实现精度的控制范围达到标准。经验丰富的工作人员的合理调整可以让精度整体得到提高。反之, 就可能出现大量部件的加工出现较大的误差。
3.2 刀具产生误差
刀具在生产中执行的主要是切削操作。在操作执行过程中, 产生大量摩擦, 刀具的形状与大小等物理属性都会产生变化。这样在反复工作中就会因变形而产生误差。
3.3 主轴、导轨、传动链产生误差
这三部分, 都是机床上的基本部件。起到的主要是控制部件机械加工过程中, 进行回转、滑动位置控制、形成加工过程中的相对运动的作用。这些部件需要长期工作。在自身工作和相互配合中, 都会因为工作的变化, 产生物理属性的变化, 从而影响精度。
3.4 热度变化产生误差
这是产生误差的一个重要因素。机械加工会产生大量的热。而热又对机械加工存在较大的精度影响。尤其精度要求较高的部件中, 热度最影响合格产品优质产品的产生百分率。在温度不断升高过程中, 热传导会影响各个部件的正常工作, 从而造成机械加工精度大幅降低。所以在生产过程中要注意温度的控制和降温措施。
4 机械加工中提高精度的建议与举措
4.1 控制出现原始误差
提升工件制作时所运用的机床的形状、尺寸、位置的精准度, 提升量具、固定工件的机械和工具自身的精准度, 掌控好加工工艺中的受力、消耗、内应力亦或加热形状的改变、测试差异等都能够降低原始差异。为了提升机床制作的精准度, 要对影响精准度的因素开展解析, 按照不一样的状况对导致制作差异的关键原始差异使用不一样的方式进行处理。针对精准配件的制作尽量提升其运用精准机床的形状、位置、尺寸精度以及刚度与掌控制作热变形;针对拥有成型表面的配件制作, 尽可能的降低成型刀具外形差异以及装置刀具的差异。
4.2 误差补偿法与抵消法
对工艺系统的一些原始误差, 可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。误差补偿法:此法是人为地造出一种新的原始误差, 从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差, 达到减少加工误差, 提高加工精度的目的。误差抵消法:利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。
4.3 分化或均化原始误差
分化原始误差 (分组) 法:根据误差反映规律, 将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组, 每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置, 使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致, 以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。均化原始误差:此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查, 从中找出它们之间的差异, 然后再进行相互修正加工或基准加工。
4.4 员工培训与思想宣传
提高员工责任感, 将机械加工生产中工作人员工作环节的重要性, 通过会议, 板报, 工作手册等多种形式进行宣传。让员工认识到工作中责任心的重要。同时可以聘请经验丰富的骨干和专家, 来开展培训。在实际生产中交流经验, 提升水平。
参考文献
[1]陈穗玉.零件加工精度的检验误区[J].机械, 1995 (2) .
[2]徐萍.浅谈如何提高机械加工精度[J].甘肃冶金, 2009 (6) .
[3]喻昊.机械加工设备对零件精度的影响[J].品牌与标准化, 2011 (4) .
[4]杭雪珍.用设定误差方法提高机械加工精度[J].盐城工业专科学校学报, 1995 (1) .
[5]项东, 文海涛.减小机械加工误差方法探讨[J].制造业自动化, 2009 (12) .
[6]汪胜.浅谈提高机械加工精度的措施[J].机电信息, 2011 (9) .
[7]单士俊.如何提高机械加工精度[J].职业, 2009 (30) .
[8]何成奎.浅析影响机械加工精度的主要因素[J].农业开发与装备, 2011 (2) .
[9]常双飞.提高机械加工精度的对策研究[J].应用能源技术, 2009 (7) .
[10]许鑫磊.机械加工精度的影响因素分析[J].科技促进发展 (应用版) , 2011 (2) .
机械加工因素 篇2
随着现代工业技术的不断发展与更新，传统的手工作业逐渐向机械化生产转变，尤其在制造行业。近些年，我国在机械加工领域获得了一定的发展，但是由于我国对于机械加工技术的发展时间短，与西方国家相比还存在一定的差异，并且在实际生产过程中存在许多问题。只有做好机械加工中的质量管理，才能保障机械加工产品的质量，确保企业的经济效益。
一、机械加工质量的影响因素
（一）切削加工表面粗糙度。在机械加工的过程中，切削加工表面粗糙度这一问题主要来源于几何因素与物理学因素等，在机械加工的过程中，使用韧性材料的工件极易发生金属塑性变形的现象，同时导致机械加工表面会更加粗糙。因此，在韧性较好的工件材料切割时，为有效降低切削加工表面的粗糙度，提升加工质量，需要在机械加工之间对工件进行预处理措施。在进行塑形材料工件的加工时，切削速度直接影响到机械加工表面的粗糙度。当切削速度达到符合工件材料切削标准时，工件金属塑性出现变形的发生率就能够得到有效控制，从而减小切削加工表面粗糙度。在控制切削尽量的时候，通过降低进给量能够有效控制切削加工表面粗糙度。但是，要注意进给量的控制，若进给量过少，容易造成切削加工表面粗糙度提升，因此，需要严格控制切削加工中的材料进给量，才能够有效控制切削加工过程中对机械工件表面粗糙度的影响。
（二）磨削加工表面粗糙度。通常情况下，磨盘上的磨粒越多，工件上的刻痕也就越多，而工件刻痕的等高性对磨削加工表面粗糙度有一定的影响。工件刻痕的等高性越高，磨削加工表面粗糙度呈反向变动。在机械加工的过程中，砂轮转速会影响磨削加工表面粗糙度，而工件转速与磨削加工表面粗糙度的相关性与砂轮转速呈相反变化。砂轮转速增快会导致单位时间内工件表面通过的磨粒数量变多，而磨削加工表面粗糙度则减小。与之相反的是工件转速增加则导致单位时间内通过工件表面磨粒数量减少，而磨削加工表面粗糙度则增加。
二、机械加工质量管理措施
（一）降低加工表面粗糙度。为了有效提高机械加工质量，在切削加工的过程中，优先采用主偏角与副偏角均较小的刀具，同时要注意润滑液的适当应用。同时，采用科学的方法控制进给量，能够有效降低机械加工表面粗糙度。机械加工表面质量由材料塑性及金相组织等因素决定，因此，在进行塑形较高材料制成工件的机械加工中，首先需要对工件进行正火处理，从而削弱材料的塑性，确保工件能够符合加工的标准，降低机械加工表面粗糙度。在机械加工的过程中，不同的切削方式对工件表面粗糙度造成的影响不同，不同工件材料需要选择不同的切削方式以及切削进量，从而保障工件表面粗糙度。此外，为了降低工件表面粗糙度以及残留面积高度，同时保证切削厚度不与工件出现挤压，可以采用高速切削的方法对高塑性工件进行机械加工，从而减小工件表面切削加工粗糙度。
（二）提高工件表面层的物理学性能。在机械加工的过程中，滚压是一种常用的加工方式，能够提高工件表面物理学性能。滚压是指常温环境下通过精细研磨的滚轮对工件表面进行挤压，从而使工件表面出现塑性变形，并通过将工件表面凹凸不平的地方分别向上火向下挤压，从而有效减少机械加工工件表面粗糙度。
三、现代机械加工质量管理现状
（一）基础设施以及管理队伍水平较低。由于部分加工企业单位支出紧张、工作经费有限以及办公条件等方面的影响，大部分机械加工质量管理单位难以普及使用先进管理技术进行机械加工质量管理，从而导致了机械加工质量管理的专业化、现代化水平较低。此外，大部分机械加工质量管理人员均为兼职，除了机械加工质量管理工作外，还担任其他方面的工作，导致花在机械加工质量管理工作的精力与时间被分割。
（二）现代化管理水平较低。由于传统观念的影响，我国大部分机械加工质量管理部门仍存在机械加工质量管理工作不合理、不规范的现象，个别机械加工质量管理部门未能严格按照相关规定、程序和步骤收集生产过程中出现的问题，对于设备的养护也存在不认真的现象，若不对设备进行养护容易造成设备损坏。此外，由于没有将设备养护资料归类录入计算机中，导致部分设备养护存在缺漏的现象，机械加工质量管理的信息化水平较低。
四、提高质量管理在现代机械加工质量管理应用的措施
（一）加强管理团队素质建设。质量管理的核心价值在于其提升了生产质量与效率，其为机械加工质量管理提供了现代化管理功能。机械加工质量管理工作人员的专业水平对于质量管理在现代机械加工质量管理的应用效果具有重要影响。因此，加强机械加工质量管理团队素质建设是质量管理在现代机械加工质量管理中的必然要求。良好的计算机操作技术以及管理技能是现代机械加工质量管理人员的基本工作要求，同时在工作的过程中，机械加工质量管理部门需要注意的是对管理人员进行工作培训，强化管理人员的基础知识，同时采取分层辅导与培训的方式，突破传统的技能培训方式，坚持“以人为本”的原则，既重视设备维修养护基础理论的学习，同时重视员工的实际操作配需，在不断的优化中提高机械加工质量管理团队的素质，从而改善机械加工质量管理水平。
（二）提高软硬件基础设施建设。软、硬件设施是质量管理在现代机械加工质量管理中的主要载体，在实际管理活动中，机械加工质量管理部门需要加强软硬件基础设施建设，从而提高专业化设备养护库的使用效率，提高机械加工质量管理的专业化水平。此外，在硬件基础设施建设方面，质量管理的应用需要以专业设备为平台和渠道，需要购入先进养护设备。先进养护技术是现代化机械加工质量管理建设的重要内容，从问题收集到问题处理，都是应用养护技术解决的；在软件建设方面，通过建设内部局域网络从而实现机械加工质量管理以及各硬件管理。此外，通过使用机械加工质量管理软件对于现代化机械加工质量管理的建设也有积极影响，例如使用Foxtable、Excel等软件也可用于设备养护记录与储存。
（三）建立规范的机械加工质量管理机制。在实际机械加工质量管理工作中，通过建立规范的机械加工质量管理机制有助于利用现代科学管理制度，通过科学的制度取代传统管理中的陋习，同时也是质量管理在现代化机械加工质量管理中应用的前提条件。机械加工质量管理部门需要通过制定完善的机械加工质量管理制度，并严格规范制度运行的各项标准和要求，从而建立现代数字化机械加工质量管理制度，通过质量管理的应用，提高机械加工质量管理工作的质量与水平。机械加工质量管理部门还需要通过培养机械加工质量管理人员的质量管理，并学习先进的机械加工质量管理理念和思想，从而提高机械加工质量管理人员对质量管理的学习热情以及工作积极性。结束语：加工商通过各种各样的方式与其他媒体进行合作，提升自身的知名度和竞争力，最大效益发挥资源，并根据市场变动迅速调整生产目标，使得加工技术具有灵活性，能够满足生产产品调整的要求。因此，研究机械加工质量影响因素对提高机械加工质量管理具有重要作用。文章通过分析发现，影响机械加工质量的因素主要包括了切削加工表面粗糙度以及磨削加工表面粗糙度，前者主要是由于切削机械因素以及物理学因素的影响；后者主要是由于磨削参数等方面的影响造成的。而有效解决上述影响因素的方法主要是降低加工表面粗糙度以及提高工件表面层的物理学性能，然后分析现代机械加工质量管理现状，最后提出了相应的解决措施，旨在提升我国机械加工的质量和效率，从而促进我国经济发展。
参考文献：
[1]王凯为。浅析机械加工表面质量影响因素[J]。数字化用户，2013，05：28+33。
浅析影响机械加工表面质量的因素 篇3
【关键词】机械 性能 表面 粗糙度
中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：1003-8809（2010）12-0033-01
随着工业技术的飞速发展,机器的使用要求越来越高,一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作,表面层的任何缺陷,不仅直接影响零件的工作性能,而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象,将进一步加速零件的失效,这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。
一、机械加工表面质量对机器使用性能的影响
表面质量对零件的耐磨性,配合精度,疲劳强度、抗腐蚀性,接触刚度等使用性能都有很大的影响。
1、表面质量对零件耐磨性的影响
零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和润滑条件有关。在这些条件已确定的情况下,零件的表面质量就起着决定性的作用。零件的磨损过程,通常分为三个阶段:摩擦副刚开始工作时,磨损比较明显,称为初期磨损阶段(一般称为走合期) 。经初期磨损后,磨损缓慢均匀,进入正常磨损阶段。当磨损达到一定程度后,磨损又突然加剧,导致零件不能正常工作,称为急剧磨损阶段。
（1）最佳表面粗糙度
表面粗糙度逐渐减小,实际接触面积增大,磨损也随之逐步减小,就进入正常磨损阶段。摩擦副的原始粗糙度过小,紧密接触的两金属表面分子间产生较大的亲和力,润滑油被挤去,造成润滑条件恶化,使表面容易咬焊,因而初期磨损也较大。随着走合过程的进行,表面粗糙度有所增大,磨损也随之有所减小。
二、 影响表面粗糙度的因素
1、 切削加工影响表面粗糙度的因素
在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。
2、 工件材料的性质
加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
3、 切削用量
以较高的切削速度切削塑性材料，减小进给量可以提高表面光洁度。
4、 磨削加工影响表面粗糙度的因素
象切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有：(1)砂轮的粒度；(2)砂轮的硬度；(3)砂轮的修整；(4)磨削速度；(5)磨削径向进给量与光磨次数；(6)工件圆周进给速度与轴向进给量；(7)冷却润滑液。
三、 影响加工表面层物理机械性能的因素
在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述3 项物理机械性能的变化会很大。
1、 表面层冷作硬化
（1） 冷作硬化及其评定参数
机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移,晶粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化(或称为强化)。表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属的物理性质也会发生变化。加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有3 项，即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h 和硬化程度N。
（2） 影响冷作硬化的主要因素
切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。
2、 表面层材料金相组织变化
当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。
（1） 磨削烧伤
当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。在磨削淬火钢时，可能产生3 种烧伤。
（2） 改善磨削烧伤的途径
磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤有两个途径：一是正确选择砂轮；合理选择切削用量，尽可能地减少磨削热地产生；二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。
3、 表面层残余应力
产生残余应力的原因：
（1）切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生，使表面金属的比容加大。由于塑性变形只在表层金属中产生，而表层金属的比容增大，体积膨胀，不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止，因此就在表面金属层产生了残余应力，而在里层金属中产生残余拉应力。
（2）切削加工中，切削区会有大量的切削热产生。
（3）不同金相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容。如果表面层金属产生了金相组织的变化，表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。
零件主要工作表面最终工序加工方法的选择：零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。
四、 结论
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的, 因此应该综合考虑各方面的因素, 对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。
参考文献：
［1］杨叔子.机械加工工艺师手册［Ｍ］.机械工业出版社.
机械加工质量影响因素分析 篇4
1.1零件的表面粗糙主要是指在加工过程表面所呈现出的及其微小的小峰谷状的几何误差。
而长生这些在制造过程中的小几何误差, 主要是由于刀具与表面的摩擦, 才使得在制造过程中出现了小峰谷状的几何误差, 零部件的表面越光滑生产出的产品表面就越光滑。机械零部件的使用性能直接关乎到产品的表面粗糙度, 用切削刃具加工工件表面时, 表面粗糙度主要受切削刀具几何形状、材料、刃磨质量、切削过程和机械加工工艺等因素的影响。
1.2切削刀受材料、形状、和刃磨质量等影响。
从切削刀的形状和几何角度的问题来看, 适当的增加切削刃的几何形状的前面能有效的减少表面的粗糙程度, 但是前脚也不能太大, 这样会是表面的粗糙程度增加, 当前脚调到合适时, 这时后角会变大, 这时切削刃的半径会变小, 此时的刀刃也是最锋利的。同时后角的增大还能有效的减少后刀面与加工物的表面摩擦和相互的挤压。从而达到了一个减少表面粗糙度的一个作用。但同样如果后角过大的话, 机械全部基于后刀面, 继而就会产生生产过程中的切削震动, 造成表面光滑度粗糙。从切削刀具的外形几何状来看, 想减少加工物品表面的粗糙程度就必须增加刀尖圆弧的半径, 在主偏角和副偏角都减少时, 也能有效的减少表面的粗糙程度, 在就是刀具本身的前后面刀刃粗糙度小, 那么加工出的零部件的表面粗糙度也就越小。
1.3刀具在切削过程中也有很大的因素。
从零部件的刀削过程中看, 金属材料的所发生的塑性变形与刀具刃口的角及后面的挤压有直接的关系, 严重增加了表面的粗糙值。在加工塑料性的零部件时切削过程中, 我们要避免在刀面上形成硬度高的积屑瘤, 同时它也可以代替切削刃及前刀面进行切割, 从而改善刀具的几何角度和刀量的问题。积屑瘤的外部轮廓很不规则, 因此会在加工刀具上留下深浅和宽窄都不断变化的刀痕, 有些积屑瘤直接被加工到零部件上, 这样就大大的增加了其表面的粗糙度。切削过程中所产生的振动也大大增加了加工工件表面的粗糙值。
1.4改善机械加工工艺, 减少工件表面的粗糙度。
在机械加工的过程中, 需要改善工艺, 从工具、工序以及工件的材质等方面进行改善, 减少机加工工艺过程产生的粗糙度。
2影响机械加工的其他因素
2.1切削方面对机械加工的影响
2.1.1切削的时候, 不论切削速度还是进给量, 都影响了加工工件表面的粗糙度。在控制切削速度时, 要首先检测下工件的材质, 如果是塑性材料, 要控制好速度, 避开产生积削瘤的速度区域。通常情况下, 切削选择的深度对工件表面的粗糙度是没有太大的影响, 除非选择的深度太小, 在刀头圆弧的作用下, 工件表面受到挤压应力而产生微小的塑性变形。进给量也是影响粗糙度的重点, 如果选用的进给量过小, 导致切削的厚度太薄, 比较薄的切削层, 在到头切削的同时, 容易打滑, 产生了表面的粗糙度。
2.1.2刀刃也是影响机加工表面粗糙度的重要因素, 刀刃本身的条件包括到头圆角半径的大小, 如果减少刀刃与工件的接触面积, 会很大程度的降低粗糙度, 如果增加刀头的圆角半径也能降低表面粗糙度, 要根据实际情况选择刀头, 如果刀头的圆角半径过大, 容易导致吃刀现象, 同时会抖动, 影响了正常的机加工。也可以通过控制进给量来降低表面粗糙度, 减少进给量, 但是过小的进给量, 会降低的生产效率。
2.1.3机械加工产生残余应力的影响。切削加工时在加工表面金属层内有塑性变形发生, 使表面金属的比容加大。由于塑性变形只在表层金属中产生, 表层金属的比容增大, 不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止, 因此就在表面金属层产生了残余应力, 而在里层金属中产生残余拉应力。切削加工中, 切削区会有大量的切削热产生, 不同金相组织具有不同的密度和不同的比容。如果表面层金属产生了金相组织的变化, 表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍, 因而就有残余应力产生从而造成工件表面粗糙度值增加。
2.2选用工件的材质对机械加工的影响
2.2.1工件的材质直接影响了表面粗糙度。在一定的切削速度下, 塑性材质的工件, 容易在刀头的作用下, 使底层金属稍微产生流动量, 形成滞留层, 有许多小颗粒会粘附在刀头上, 在下次切削时, 在切削处容易形成小的沟壑, 影响工件表面的粗糙度。积削瘤会不断变化, 由小变大, 直至脱落, 一直影响着机加工, 脱落的积削瘤, 容易在工件的表面形成硬点, 大大影响了表面粗糙度。选用脆性材质时, 机加工过程中, 脆性材料会出现许多崩碎的小颗粒, 严重影响了工件的表面粗糙度。所以, 必须要重视积削瘤, 选用材质后, 针对选用的材质, 选用合适的切削速度, 降低表面粗糙度。
2.2.2为了降低积削瘤的出现, 可以使用机加工切削冷却液, 它可以很好的降低切削时的温度, 减少了刀头和工件之间的摩擦, 既有润滑又有降温清洗的作用。使用冷却液, 大大改善了机加工中工件表面的粗糙度。
3为了改善表面粗糙度所采取的应对方法
3.1根据选用的工件材质, 控制合适的切削速度, 调整好进给量, 把切削的深度控制好。
3.2根据选用的工件材质和工作要求, 选用合适的刀头, 主要指控制好刀头的圆角半径, 调整好刀具的主偏角和副偏角。
3.3机械加工时针对工件材料的物理性能, 根据工件的加工内容对工件进行正火或回火处理后再加工。
3.4在机械加工不同工艺中, 选用合适的切削冷却液, 铸铁工件通常用煤油, 对钢制材质的工件通常用豆油或硫化油, 降低工件表面的粗糙度。
3.5根据工作的需要, 从刀具的材质上选择合适的刀具, 通常情况下, 高速钢制刀具比较常用, 如果工作对表面粗糙度的要求较高的情况下, 可以使用硬质合金刀具。
结语
随着工业进程的脚步, 机械加工在人们的生活中起着越来越重要的作用, 这门技术大大提高了工业的水平, 但同时也出现了很多问题, 在机械加工中出现的问题, 需要我们认真的对待, 找出解决方案, 提高机械加工的质量和效率, 更好的为我国的工业做贡献。
参考文献
[1]刘金城.等温淬火球铁 (ADI) 的机械加工性能[J].现代铸铁, 2007.
机械加工因素 篇5
摘 要：机械加工制造的主要检测指标就是加工精度的要求，对于机械加工表面质量水平直接决定了机械部件的使用方式和使用方法。为了有效保障机械加工表面性能满足客户的使用要求，保障设备顺利运转，需要加强加工表面影响因素分析，积极采取相对的解决策略。本文的分析思路主要分为三个步骤，首先是充分了解零件使用性能有影响的因素，然后对相关的情况进行总结，针对存在的问题，提出了有效的改进措施和对策，对于机械加工精准提升方面具有很大的现实借鉴意义。
关键词：机械制造；表面性能；解决措施；加工部件
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.015
机械加工表面方式对于零件加工性能的相关影响
1.1 表面质量对疲劳度的影响
（1）加工表面层硬化时间对机械零件的疲劳强度测试的影响。对零件进行硬化加工可以遏制现存裂纹的扩展以及形成新的裂纹。（2）部件加工表面施加压力对疲劳强度的影响。其表面的参与压力能够使得零件具有相对稳定的疲劳强度，这主要是因为拉应力会让零件表面原有的裂纹逐渐变大，这样就可以大大降低零件表面的疲劳程度，同时拉应力还能够有效的减小疲劳裂纹产生的速度，所以才能够在一定程度上控制零件表面的疲劳强度。（3）零件表面的加工平滑性能对其疲劳程度测试的影响。在一定状态下，疲劳裂纹的出现一般都集中在表面粗糙的最低点处。
1.2 表面加工程度对耐磨性的影响
机械部件表面加工精度的高低影响分为三个级别：（1）零件表面淬火硬化流程对其耐磨性的影响程度。之所以在零件加工过程中经常会在表面做淬火硬化的处理方式是因为这样可以有效增大零件表面的硬度，最终使得其耐磨性得到提高。（2）零件加工面粗糙度有利于提升耐磨性能。任何零件表面都是有一定的粗糙性的，正因为如此，我们很容易得知，零件的两个表面在接触过程中，耐磨性能好的加工部件，对于不同器件之间的接触面积越小，说明耐磨性能越好。
1.3 零件表面的质量对其耐腐蚀性的影响
对零件的耐腐蚀性有影响的因素非常多，其中表面的质量的影响程度非常大。零件表面的粗糙程度对于具有腐蚀性物质的聚集能力也是有影响的，比如在粗糙表面的低洼处更容易聚集这些腐蚀物，长期积累，腐蚀现象明显，就会降低零件的耐腐蚀性。另外，之前提到的施压压力对零件耐腐蚀性也会有负面的影响，主要的影响过程是把原有腐蚀开裂处面积变大，使得化学腐蚀速率急剧增加。机械部件表面加工精度的影响因素分析
2.1 切削力以及切削热对零件表面质量影响
由于切削零件的时候会受到相关作用的影响，零件表面的形态会发生很大的变化，这样就使得零件出现冷却硬化的现象了，这样零件变形的概率会变小，也就是说抵抗零件变形的阻力增大了，零件整体的机械性能收到了改变。切削热的产生在加工机械的过程中是不可避免的，如果产生的热量过多并且超过了它本身能够承受的程度，那么零件表面质量就会受到很大的影响，从而使得零件表面的硬度发生变化，同时还会产生参与拉应力，使得零件的表面质量受到很大的改变。
2.2 原始误差对零件表面质量影响的程度
原始误差对零件表面质量的影响还是非常大的，一般来说原始误差存在的原因有两个方面，首先是制造零件的机械设备本身存在误差，另一个方面的原因是机械设备之间的相对位置摆放过程中产生一定的误差，这样就导致了最终零件具有误差。，所以在今后的生产过程中，一定要注意这两个方面对零件带来的误差，通过机械设备质量的提高以及操作人员技术水平的提高来减小零件的原始误差，机械部件加工精度越高，整体质量越好，使用寿命越长。
2.3 零件表面质量与施压压力以及温度的影响
切削是零件加工中必不可少的一道工序，但是切削过程会使得零件出现塑性变形的现象，具体来说就是零件表面与内部脱离，这样的现象对导致零件表层的出现相对作用，同时还可能导致参与拉应力的产生，影响零件的整体质量。在机械加工时零件的表面层由于受切削热的影响，零件基体温度和表面层温度间的温度差变大，由于整体材料的热缩系数不同，就会热缩分离，产生变形、开裂的现象，进而严重影响零件的机械加工表面质量。提升机械工件表面加工水准的解决措施
3.1 优化的工艺流程，改善切削条件
选择合理的切削条件以及制定科学的工艺流程是保证零件加工表面质量的关键与基础。流程要满足定位基准、设计基准统一重合的原则，便于装夹定位，确保零件加工方法具有合理性的前提是制定科学准确的工艺流程，只有制定更加合理的工艺流程才能够提高零件的整体质量。所以科学的切削速度、切削刀具角度以及适当的进给量等切削加工条件，才能有效地确保零件的表面机加工质量。
3.2 运用更加先进加工工艺来降低原始误差
在加工机械零件时可以对先进的加工技术进行积极的引进，利用误差预防技术以及补偿技术来使得零件加工品质得以有效的，提升加工精准性，降低加工误差引发的表面质量问题。利用更加先进的设备，与此同时，引进更加科学的工艺，只有做到这两点才能够提高零件的制造能力，还能够改善原有加工工艺带来的不足之处，通过均始化原始误差和原始误差转移方式来减少主要原始误差的影响，误差虽然是不可避免的，但是可以通过更换加工设备，使用先进的加工技术来不断改善传统加工误差的影响。
3.3 降低机械零件的残余应力和表面层热变形对质量的影响
加工零部件时，要结合设备的性能要求，建立加工指标规划设计，在提升表面性能方面，可以纯化机械部件材料组成，减少热缩现象对于材料性能的影响，改善切削液的加入方式和使用流程，降低残余应力产生的裂痕。除此之外，在制造零件的过程中，还可以利用相关的制造工艺零件来使得自身表面质量得以有效的改善，增强工件表面材料性能的稳定性，进而减小在加工零件时产生的表面层热变形与残余应力。结语
要想保证机械设备能进行正常运转，必须使机械零件具有良好的工作性能。所以，在加工机械的过程中对影响其表面质量的关键性因素要进行重点分析，并且要采取行之有效的措施，从而提高我国的机械加工表面的技术水平，使得我国生产零件的整体质量得到进一步的提高，推动我国制造业在全球化的竞争中脱颖而出，最终促进我国社会经济的发展和综合国力的提高。
参考文献：
机械加工因素 篇6
关键词：机械加工零件；缺陷检测；质量
在机械加工过程中，存在着许许多多的纹理缺陷，这些缺陷必须要经过相当精确的检测，才能保证零件在出厂时有较满意的零件合格率，这就需要非常精密的检测系统和检测方法来做相应的处理，通过对相应方法的研究分析，可提出合理有效的检测文理缺陷的方法，为未来检测行为提供必要的技术保证和相应研究提供参考价值，并为工业生产提供有力的支持；这对机械自动化生产有非常好的研究价值；反过来，如果不能对这些检测行为进行必要的掌握和研究，就可能造成非常恶劣的结果，造成难以挽回的损失。
1.影响机械加工表面质量的因素
1.1切削加工
进给运动时，切削之后残留的印痕会留在作业层，复映出刀具的形态。为了达到降低外表粗糙程度的目的，可以采用增强刀刃的质量并使用润滑液，这样可以有效的减小塑性变形，同时防止抑制刀瘤、鳞刺的产生。另外，可以增加刀尖圆弧半径、降低进给量、主、副偏角，进而减小残留印痕的厚度。被加工材料的外表粗糙程度跟材料的材质有关，材质呈现脆性，会在颗粒崩碎过程中出现麻点，材质呈现韧性，切削过程中扯拽的压力大，导致加剧变形。磨削加工时，砂轮的粒度、强度、磨削速度、抛光频率、径向和轴向进给量、圆周进给速度、以及冷却润滑油品的使用，都是影响磨削外表粗糙的主要因素。几何因素和物品外层金属塑性的变化同样也对切削的粗糙程度有影响。
1.2金相组织变化
外层温度超过了限值之后，金相变化就会出现，其硬度和强度随之减弱，同时残余应力或者微观细痕的出现。如果出现回火马氏体组织就会转变为硬度偏低的回火组织（索氏体或者托氏体）的现象。淬火烧伤，即磨削区温度超过相变温度时遇有冷却液，而出现的二次淬火，二次淬火马氏体组织随之出现，其硬度超过第一次的回火马氏体，由于底部受凉较晚，硬度低于第一次的回火马氏体（索氏体或者托氏体）的现象。退火烧伤，即磨削区的温度超过相变温度，加入冷却液之前，外层金属硬度迅速降低并产生退火组织的现象。
1.3表面层冷作硬化
外层金属的物理性质发生变化，塑性变弱，直接导致变形困难。此时已经强化的金属转变为高能位异态体，进而转变为稳定常态，这一变化被称为弱化。弱化的程度受到温度的冷热和持续时长的影响。由于加工过程中力能与热能共同作用于金属，所以强化和弱化的程度直接决定了被加工件的外层金属的属性。外层金属的显微硬度HV、硬化层深度h、硬化程度N是评定强化和弱化的三个重要标准。促使外层金属的冷硬性增加的因素主要有：切削刃钝圆半径的增加、挤压力量的增大、刀面磨损、阻力增强等等方面都会造成塑性的变化，切削的速度越快，切削时产生的热量对金属外层的影响越快，进给量变大，以及材料的本身塑性较大，都会产生严重的冷硬现象。
1.4 表面层残余应力
产生表面残余应力主要有三个方面的原因，一、切削引起的加工物品外层金属的塑性变形和比容增加，导致外层金属的体积迅速增大，然而被相邻的内层金属拦截，这样不仅在外层金属中产生了残余应力，内层金属也产生了残余拉应力。二、切削热能的增多。由于不同金相组织所具有的不同密度和不同比容，当外层金属发生比容变化时，会被相邻的本体金属所阻止，由此也产生了残余应力。加工物品最终工序的加工方法，对被加工零件的工作面有着至关重要的影响。由于交变载荷作用的拉力影响，表面存在的微观裂痕会变大或者直接断裂，所以选择加工技术方法时，要考虑到制作需要和可能出现的破坏因素，应对残余应力的影响，从而提升加工零件抵抗破坏和疲劳的程度。
2.机械加工表面质量的优化措施
产生机械加工零件表面粗糙度的因素很多，形成表面粗糙度的主要原因可归纳为几个方面：一是切削刀具几何因素，主要指刀刃和工件相对运动轨迹所形成的残留面积；二是工件材料的因素，主要指加工过程中在工件表面产生的积屑瘤、鳞刺和振动等；三是加工零件选择的工艺和切削用量及切削冷却液的选择，下面为改善机械加工表面粗糙度的工艺措施。
改善工件表面粗糙度的首要措施是选择合理的切削工艺，合理的控制切削用量，并且在切削的过程中，要注意速度和深度的控制，减少积屑瘤和鳞刺的生长。为了保证工件表面的粗糙度，对于刀具的选择十分重要，要对刀具的几何参数以及刃倾角有严格的要求，在刀具的主偏角、副偏角以及刀尖处的圆弧半径都要严格的挑选。工件的材料不同，其物理性能也不相同，由此在进行切削的过程中所产生的变形情况也不相同。所以为了保证工件的表面粗糙度，在加工之前，要对工件的材料性能有所了解，然后根据材料的屋里性能对其进行相应的处理，可以提高工件的表面质量。切削液是工件加工过程中必不可少的，合理的选择切削液能够有效的减小工件表面的粗糙度。所以要根据加工的不同阶段，针对不同的工件，选择合理的切削液，提高工件表面的质量。切削刀具的材料对工件的表面粗糙度也有所影响，如果在相同的工作条件下，使用硬质的合金刀具要比高速钢的刀具切削质量好。
3.结束语
机械加工是工业生产中的重要工序，加工的质量好坏直接影响到工件的质量，由此关乎工件的使用性能。工业生产在我国的经济发展中占有重要的地位，尤其是制造业的发展尤为重要，所以在机械加工的过程中，要不断的提高加工工艺，使用先进的生产设备，进而改善工件的表面粗糙度，为工业生产奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]陈彦华.机械加工表面质量的影响因素[J].中国新技术新产品，2012
机械加工表面质量的影响因素 篇7
1 机械加工表面质量对机器使用性能的影响
表面质量对零件的耐磨性, 配合精度, 疲劳强度、抗腐蚀性, 接触刚度等使用性能都有很大的影响。
a.表面质量对零件耐磨性的影响
零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热解决情况和润滑条件有关。在这些条件已确定的情况下, 零件的表面质量就起着决定性的作用。零件的磨损过程, 通常分为三个阶段摩擦副刚开始工作时, 磨损比较明显, 称为初期磨损阶段 (一般称为走合期) 。经初期磨损后, 磨损缓慢均匀, 进入正常磨损阶段。当磨损达到一定程度后, 磨损又突然加剧, 导致零件不能正常工作, 称为急剧磨损阶段。
b.最佳表面粗糙度
在干摩擦或半干摩擦情况下, 摩擦副表面的初期磨损与表面粗糙度有很大关系。摩擦副表面有一个最佳粗糙度, 过大或过小的粗糙度都会使初期磨损增大。摩擦副的原始粗糙度太大, 开始时两表面仅仅是若开凸峰相接触, 实际接触面积小于名义接触面积, 接触部分的实际压强很大, 破坏了润滑油膜, 接触的凸峰处形成局部干摩擦, 因而接触部分金属的挤裂、破碎、切断等作用都较强, 磨损也就较大。随着走合期过程的进行。表面粗糙度逐渐减小, 实际接触面积增大, 磨损也随之逐步减小, 就进入正常磨损阶段。摩擦副的原始粗糙度过小, 紧密接触的两金属表面分子间产生较大的亲和力, 润滑油被挤去, 造成润滑条件恶化, 使表面容易咬焊, 因而初期磨损也较大。随着走合过程的进行, 表面粗糙度有所增大, 磨损也随之有所减小。当表面粗糙度等于最佳粗糙度时进入正常磨损阶段。所以在初期磨损阶段因走合而使表面粗糙度自动适应最佳值。摩擦表面的最佳粗糙度视不同材料和工作要件而异, 一般大致在V0.8~V04左右。对于完全液体润滑, 金属表面完全不接触, 由一层油膜隔开, 因此要求摩擦副表面粗糙度应不刺破油膜, 粗糙度越小, 允许的油膜越薄, 承载能力越大, 则表面粗糙度越小越有利。
2 影响表面粗糙度的因素
2.1 切削加工影响表面粗糙度的因素
在加工表面留下了切削层残留面积, 其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径, 均可减小残留面积的高度。此外, 适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度, 合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成, 也是减小表面粗糙度值的有效措施。
2.2 工件材料的性质
加工塑性材料时, 由刀具对金属的挤压产生了塑性变形, 加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用, 使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好, 金属的塑性变形愈大, 加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时, 其切屑呈碎粒状, 由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点, 使表面粗糙。
2.3 切削用量
以较高的切削速度切削塑性材料, 减小进给量可以提高表面光洁度。
2.4 磨削加工影响表面粗糙度的因素
象切削加工时表面粗糙度的形成过程一样, 磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有砂轮的粒度, 砂轮的硬度, 砂轮的修整, 磨削速度, 磨削径向进给量与光磨次数, 工件圆周进给速度与轴向进给量, 冷却润滑液。
3 影响加工表面层物理机械性能的因素
在切削加工中, 工件由于受到切削力和切削热的作用, 使表面层金属的物理机械性能产生变化, 最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重, 因而磨削加工后加工表面层上述3项物理机械性能的变化会很大。
(1) 表面层冷作硬化
a.冷作硬化及其评定参数
机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形, 使晶格扭曲、畸变, 晶粒间产生剪切滑移, 晶粒被拉长和纤维化, 甚至破碎, 这些都会使表面层金属的硬度和强度提高, 这种现象称为冷作硬化 (或称为强化) 。表面层金属强化的结果, 会增大金属变形的阻力, 减小金属的塑性, 金属的物理性质也会发生变化。被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态, 只要一有可能, 金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化, 这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用, 因此, 加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有3项, 即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度N。
b.影响冷作硬化的主要因素
切削刃钝圆半径增大, 对表层金属的挤压作用增强, 塑性变形加剧, 导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大, 后刀面与被加工表面的摩擦加剧, 塑性变形增大, 导致冷硬增强。切削刃钝圆半径对加工硬化的影响切削速度增大, 刀具与工件的作用时间缩短, 使塑性变形扩展深度减小, 冷硬层深度减小。切削速度增大后, 切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了, 将使冷硬程度增加。进给量增大, 切削力也增大, 表层金属的塑性变形加剧, 冷硬作用加强。工件材料的塑性愈大, 冷硬现象就愈严重。
(2) 表面层材料金相组织变化
当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后, 表层金属的金相组织将会发生变化。
a.磨削烧伤
当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时, 表层金属发生金相组织的变化, 使表层金属强度和硬度降低, 并伴有残余应力产生, 甚至出现微观裂纹, 这种现象称为磨削烧伤。在磨削淬火钢时, 可能产生3种烧伤。
b.改善磨削烧伤的途径
磨削热是造成磨削烧伤的根源, 故改善磨削烧伤有两个途径:一是正确选择砂轮;合理选择切削用量, 尽可能地减少磨削热地产生;二是改善冷却条件, 尽量使产生的热量少传入工件。
(3) 表面层残余应力
产生残余应力的原因:
a.切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生, 使表面金属的比容加大。由于塑性变形只在表层金属中产生, 而表层金属的比容增大, 体积膨胀, 不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止, 因此就在表面金属层产生了残余应力, 而在里层金属中产生残余拉应力。
b.切削加工中, 切削区会有大量的切削热产生。
c.不同金相组织具有不同的密度, 亦具有不同的比容。如果表面层金属产生了金相组织的变化, 表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍, 因而就有残余应力产生。
4 结论
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响, 因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的, 因此应该综合考虑各方面的因素, 对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。
摘要：机械设备零件的破坏, 大多是从零件表面开始的。零件表面层的质量很大程度上决定了零件的可靠性和耐久度。掌握机械加工中各个工艺对加工件表面质量影响的规律, 我们就可以利用这些规律来控制加工过程, 最终达到改善产品质量、增强产品使用性能的目的。
影响机械加工表面质量的因素 篇8
一台机器在正常的使用过程中, 由于其零件的工作性能逐渐变坏, 以致不能继续使用, 有时甚至会突然损坏。其原因除少数是因为设计不周而强度不够, 或偶然事故引起了超负荷以外, 大多数是由于磨损、受到外界介质的腐蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面, 或是从零件表面开始的。因此, 加工表面质量将直接影响到零件的工作性能, 尤其是它的可靠性和寿命。
随着工业技术的飞速发展, 机器的使用要求越来越高, 一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作, 表面层的任何缺陷, 不仅直接影响零件的工作性能, 而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象, 将进一步加速零件的失效, 这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。
1 机械加工表面质量对机器使用性能的影响
表面质量对零件的耐磨性, 配合精度, 疲劳强度、抗腐蚀性, 接触刚度等使用性能都有很大的影响。
1.1 表面质量对零件耐磨性的影响
零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和润滑条件有关。在这些条件已确定的情况下, 零件的表面质量就起着决定性的作用。零件的磨损过程, 通常分为三个阶段:摩擦副刚开始工作时, 磨损比较明显, 称为初期磨损阶段 (一般称为走合期) 。经初期磨损后, 磨损缓慢均匀, 进入正常磨损阶段。当磨损达到一定程度后, 磨损又突然加剧, 导致零件不能正常工作, 称为急剧磨损阶段。
1.1.1 最佳表面粗糙度
在干摩擦或半干摩擦情况下, 摩擦副表面的初期磨损与表面粗糙度有很大关系。摩擦副表面有一个最佳粗糙度, 过大或过小的粗糙度都会使初期磨损增大。摩擦副的原始粗糙度太大, 开始时两表面仅仅是若开凸峰相接触, 实际接触面积小于名义接触面积, 接触部分的实际压强很大, 破坏了润滑油膜, 接触的凸峰处形成局部干摩擦, 因而接触部分金属的挤裂、破碎、切断等作用都较强, 磨损也就较大。随着走合期过程的进行。表面粗糙度逐渐减小, 实际接触面积增大, 磨损也随之逐步减小, 就进入正常磨损阶段。
摩擦副的原始粗糙度过小, 紧密接触的两金属表面分子间产生较大的亲和力, 润滑油被挤去, 造成润滑条件恶化, 使表面容易咬焊, 因而初期磨损也较大。随着走合过程的进行, 表面粗糙度有所增大, 磨损也随之有所减小。当表面粗糙度等于最佳粗糙度时进入正常磨损阶段。所以, 在初期磨损阶段因走合而使表面粗糙度自动适应最佳值。摩擦表面的最佳粗糙度视不同材料和工作要件而异, 一般大致在V0. 8～V0. 4左右。对于完全液体润滑, 金属表面完全不接触, 由一层油
膜隔开, 因此要求摩擦副表面粗糙度应不刺破油膜, 粗糙度越小, 允许的油膜越薄, 承载能力越大, 则表面粗糙度越小越有利。
2 影响表面粗糙度的因素
2.1 切削加工影响表面粗糙度的因素
在加工表面留下了切削层残留面积, 其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径, 均可减小残留面积的高度。此外, 适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度, 合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成, 也是减小表面粗糙度值的有效措施。
2.2 工件材料的性质
加工塑性材料时, 由刀具对金属的挤压产生了塑性变形, 加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用, 使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好, 金属的塑性变形愈大, 加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时, 其切屑呈碎粒状, 由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点, 使表面粗糙。
2.3 切削用量
以较高的切削速度切削塑性材料, 减小进给量可以提高表面光洁度。
2.4 磨削加工影响表面粗糙度的因素
象切削加工时表面粗糙度的形成过程一样, 磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有: (1) 砂轮的粒度; (2) 砂轮的硬度; (3) 砂轮的修整; (4) 磨削速度; (5) 磨削径向进给量与光磨次数; (6) 工件圆周进给速度与轴向进给量; (7) 冷却润滑液。
3 影响加工表面层物理机械性能的因素
在切削加工中, 工件由于受到切削力和切削热的作用, 使表面层金属的物理机械性能产生变化, 最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重, 因而磨削加工后加工表面层上述3 项物理机械性能的变化会很大。
3.1 表面层冷作硬化
3.1.1 冷作硬化及其评定参数
机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形, 使晶格扭曲、畸变, 晶粒间产生剪切滑移, 晶粒被拉长和纤维化, 甚至破碎, 这些都会使表面层金属的硬度和强度提高, 这种现象称为冷作硬化 (或称为强化) 。表面层金属强化的结果, 会增大金属变形的阻力, 减小金属的塑性, 金属的物理性质也会发生变化。
被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态, 只要一有可能, 金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化, 这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用, 因此, 加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有3 项, 即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h 和硬化程度N。
3.1.2 影响冷作硬化的主要因素
切削刃钝圆半径增大, 对表层金属的挤压作用增强, 塑性变形加剧, 导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大, 后刀面与被加工表面的摩擦加剧, 塑性变形增大, 导致冷硬增强。切削刃钝圆半径对加工硬化的影响切削速度增大, 刀具与工件的作用时间缩短, 使塑性变形扩展深度减小, 冷硬层深度减小。切削速度增大后, 切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了, 将使冷硬程度增加。进给量增大, 切削力也增大, 表层金属的塑性变形加剧, 冷硬作用加强。工件材料的塑性愈大, 冷硬现象就愈严重。
3.2 表面层材料金相组织变化
当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后, 表层金属的金相组织将会发生变化。
3.2.1 磨削烧伤
当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时, 表层金属发生金相组织的变化, 使表层金属强度和硬度降低, 并伴有残余应力产生, 甚至出现微观裂纹, 这种现象称为磨削烧伤。在磨削淬火钢时, 可能产生3 种烧伤.
3.2.2 改善磨削烧伤的途径
磨削热是造成磨削烧伤的根源, 故改善磨削烧伤有两个途径:一是正确选择砂轮;合理选择切削用量, 尽可能地减少磨削热地产生;二是改善冷却条件, 尽量使产生的热量少传入工件。
3.3 表面层残余应力
产生残余应力的原因:
(1) 切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生, 使表面金属的比容加大。由于塑性变形只在表层金属中产生, 而表层金属的比容增大, 体积膨胀, 不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止, 因此就在表面金属层产生了残余应力, 而在里层金属中产生残余拉应力。
(2) 切削加工中, 切削区会有大量的切削热产生。
(3) 不同金相组织具有不同的密度, 亦具有不同的比容。如果表面层金属产生了金相组织的变化, 表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍, 因而就有残余应力产生。
零件主要工作表面最终工序加工方法的选择:
零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要, 因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。选择零件主要工作表面最终工序加工方法, 须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的破坏形式。在交变载荷作用下, 机器零件表面上的局部微观裂纹, 会因拉应力的作用使原生裂纹扩大, 最后导致零件断裂。从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑, 该表面最终工序应选择能在该表面产生残余压应力的加工方法。
4 结论
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响, 因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的, 因此应该综合考虑各方面的因素, 对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。
摘要：大部分的机械设备零件的破坏, 总是从零件表面开始的。产品的性能, 特别是它的可靠性和耐久度, 在很大程度上决定于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量, 其目的就是为了掌握机械加工中各个工艺对加工表面质量影响的规律, 以便利用这些规律来控制加工过程, 最终达到改善产品质量、增强产品使用性能的目的。
关键词：机械,性能,表面,粗糙度
参考文献
[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].机械工业出版社.
浅析影响机械加工精度的主要因素 篇9
一、加工原理误差
加工过程中由于采用了近似的加工方法, 近似的运动或近似的刀具轮廓而产生的加工误差。
1. 采用近似的加工运动造成的误差
在许多场合, 为了得到要求的工件表面, 必须在工件或刀具的运动之间建立一定的联系。从理论上讲, 应采用完全准确的运动联系。但是采用理论上完
小型机械类示范难度较大, 比如耕作机械, 虽然保有量超过大中型机械, 但因为作业量小, 工作时间短, 所以不少农机手节油意识不强, 同时对节油技术存在一定的疑虑。
推广面不广, 只局限于农机大户、种粮大户等, 推广力度有待进一步加强。
行政推动手段力度不够, 某方面还是农机推广部门“孤军作战”, 需政府给予一定的政策支持。
四、今后工作计划
一如既往, 加大力度, 继续把农机节油技术的推广推向一个新的高度, 促进我市农机化事业的发展。加强小型机械类的节油技术推广, 让一些存在疑惑的农机手打消顾虑, 使他们亲身体会到TSP-C柴油全准确的加工原理有时使机床或夹具极为复杂, 致使制造困难, 反而难以达到较高的加工精度, 有时甚至是不可能做到。如在车削或磨削模数螺纹时, 由于其导程t=πm, 式中有π这个无理因子, 在用配换齿轮来得到导程数值时, 就存在原理误差。
2. 采用近似的刀具轮廓造成的误差
用成形刀具加工复杂的曲面时, 要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓, 有时非常困难, 往往采用圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。如用滚刀滚切渐开线齿轮时, 为了滚刀的制造方便, 多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆, 从而产生了加工原理误差。
二、机床几何误差及磨损其对加工精度的影响
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的, 因此工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
1.主轴回转误差
机床主轴是装夹工件或刀具的基准, 并将运动和动力传给工件或刀具, 主轴回转误差将直接影响被加增效剂的节能作用与动力提升效果。
进一步拓宽推广领域, 使农机节油新技术的应用逐步延伸到各个机械作业行业, 比如客运中巴车、工程机械、园林管理机械等, 真正做到推广全面化, 提高农机社会影响力。
加强横向合作, 争取行政支持, 脚踏实地, 以节本增效为目的, 倡导节油新理念, 减少石油浪费, 减缓能源供需矛盾, 减少农业污染, 搞高农机作业效率, 帮助农民增收节支。
农机节油技术是节能减排、建设节约型农业的重要内容, 是一项富民工程, 桐城市农机局将在省推广总站的统一指导下, 抓住机遇, 扬长避短, 使农机节油新技术在我市的推广取得最理想的效果。●
工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。主轴的回转误差直接影响被加工工件的形状和位置精度, 它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。由于存在误差敏感方向, 加工不同表面时, 主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。例如, 在车床上加工外圆或内孔时, 主轴的径向跳动将引起工件的圆度和圆柱度误差, 但对于端面加工没有直接影响。车端面时, 主轴的轴向跳动将造成工件端面的平面度误差, 以及端面相对于内、外圆的垂直度误差。在车螺纹时, 主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大, 但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。主轴的角度摆动对加工误差的影响与主轴径向跳动对加工误差的影响相似, 主要区别在于主轴的角度摆动不仅影响工件加工表面的圆度误差, 而且影响工件加工表面的圆柱度误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度, 选用高精度的轴承, 提高主轴部件的装配精度, 对高速主轴部件进行平衡, 对滚动轴承进行预紧等, 均可提高机床主轴的回转精度。
2.导轨误差
导轨在机床中起导向和承载作用, 它既是确定机床主要部件相对位置的基准, 也是运动的基准。它的各项误差直接对形状精度产生影响。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度 (扭曲) 。导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法线方向 (误差敏感方向) 上, 对加工精度的影响最大。导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小, 一般可忽略不计。前后导轨的平行度误差会使工作台在运动过程中产生摆动, 刀尖的运动轨迹为一条空间曲线, 使工件产生形状误差。
除了导轨本身的制造误差外, 导轨的不均匀磨损和安装质量, 也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
3. 传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。切削过程中, 工件表面的成形运动, 是通过一系列的传动机构来实现的。传动机构的传动元件有齿轮、丝杆、螺母、蜗轮及蜗杆等。这些传动元件由于其加工、装配和使用过程中磨损而产生误差, 这些误差就构成了传动链的传动误差。传动机构越多, 传动路线越长, 则传动误差越大。机床传动链误差是影响表面加工精度的主要原因之一。
4. 刀具、夹具的制造误差及磨损
任何刀具在切削过程中, 都不可避免地要产生磨损, 并由此引起工件尺寸和形状地改变。刀具误差对加工精度的影响随刀具的种类不同而不同。一般刀具 (如车刀、镗刀及铣刀等) 的制造误差, 对加工精度没有直接的影响;定尺寸刀具 (如钻头、铰刀、拉刀及槽铣刀等) 的尺寸误差, 直接影响被加工零件的尺寸精度;成形刀具 (成形刀、成形铣刀以及齿轮滚刀等的误差, 主要影响被加工面的形状精度。而刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置, 造成被加工零件的尺寸误差。夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置, 因此夹具的制造误差对工件的加工精度 (特别是位置精度) 有很大影响。夹具的制造误差由定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导引误差、分度误差以及夹具的磨损组成。夹具的磨损会引起工件的定位误差。
正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料, 合理地选用刀具几何参数和切削用量, 正确地刃磨刀具, 正确地采用冷却液等, 均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
三、定位误差
1.基准不重合误差
在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下, 工序基准应与设计基准重合。在机床上对工件进行加工时, 须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准 (或测量基准) , 如果所选用的定位基准 (或测量基准) 与设计基准不重合, 就会产生基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。
2.定位副制造不准确误差
工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确, 它们得实际尺寸 (或位置) 都允许在分别规定得公差范围内变动。同时, 工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副, 由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量, 称为定位副制造不准确误差。
四、工艺系统受力变形引起的误差
工艺系统是一弹性系统, 在加工时由于切削力、夹紧力和传动力等作用会产生相应变形破坏了刀具和工件间的正确位置, 从而产生加工误差。
1.切削过程中受力点位置变化引起的加工误差
工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低, 在切削力的作用下, 工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。切削过程中, 工艺系统的刚度随切削力着力点位置的变化而变化, 引起系统变形的差异, 使被加工表面产生形状误差。
2.切削力大小变化引起的加工误差———误差复映
工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状, 但它在尺寸、形状以及表面层材料硬度上都有较大的误差。毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生变化, 从而导致切削力的变化, 进而引起工艺系统产生相应的变形, 使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。当然工件表面残留的误差比毛坯表面误差要小得多。这种现象称为“误差复映规律”, 所引起的加工误差称为“误差复映”。除切削力外, 传动力、惯性重力、夹紧力等其它作用力也会使工艺系统的变形发生变化, 从而引起加工误差, 影响加工精度。
五、工艺系统受热变形引起的误差
机械加工中, 工艺系统在各种热源的作用下产生一定的热变形。由于工艺系统热源分布的不均匀性及各环节结构、材料的不同, 使工艺系统各部分的变形产生差异, 从而破坏了刀具与工件的准确位置及运动关系, 产生加工误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大, 特别是在精密加工和大件加工中, 由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的40%~70%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用, 温度会逐渐升高, 同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时, 工艺系统就达到了热平衡状态。
1. 机床热变形对加工精度的影响
机床受热源的影响, 各部分温度将发生变化, 由于热源分布的不均匀和机床机构的复杂性, 机床的各部件发生不同程度的热变形, 破坏了机床各部件原有的相互位置关系, 影响加工精度。不同类型的机床由于热源不同, 对加工精度影响也不同。
2. 刀具热变形对加工精度的影响
尽管在切削加工中传入刀具的热量只有3%~5%, 但由于刀具的尺寸和热容量小, 故仍有很高的温升, 从而引起刀具的热伸长并造成加工误差。粗加工时刀具的热变形对加工精度的影响可忽略不计;对于加工要求较高的零件, 刀具的热变形对加工精度影响较大, 使加工表面产生形状误差。例如用高速钢刀具车削时, 刃部的温度高达700℃~800℃, 刀具热伸长量可达0.03mm~0.05mm。
3. 工件热变形对加工精度的影响
工件的热变形主要是由切削热引起的, 热变形情况与加工方法和是否均匀受热有关。
工件均匀受热。对于一些简单的均匀受热工件, 如车、磨轴类件的外圆, 待加工后冷却到室温时其长度和直径将有所收缩, 由此而产生尺寸误差;加工盘类零件或较短的轴套类零件, 由于加工行程较短, 可以近似认为沿工件轴向方向的温升相等。对于较长工件 (如长轴) 的加工, 开始走刀时, 工件温度较低, 变形较小。随着切削的进行, 工件温度逐渐升高, 直径逐渐增大, 因此工件表面被切去的金属层厚度越来越大, 冷却后不仅产生径向尺寸误差, 而且还会产生圆柱度误差;对于轴向精度要求较高的工件 (如精密丝杠) , 其热变形引起的轴向伸长将产生螺距误差。
工件不均匀受热。当工件受热不均时, 如磨削零件单一表面, 由于工件单面受热而产生向上翘曲变形, 加工冷却后将形成中凹的形状误差, 这种现象对于加工薄片类零件尤为突出。
六、结论
影响机械加工精度的主要因素探讨 篇10
1.1 因运用近似的加工运动所导致的加工误差
在进行加工工作时, 为了符合机械加工的基本要求, 通常需要在加工零件与刀具之间形成某种运动联系, 力求获得合适的加工工作表面。就加工理论而言, 工件与刀具之间所构成的运动联系应当是完全精准的, 但在实际加工过程中这种高精准度是很难实现的。在实际加工环节, 受机床以及夹具复杂性的影响, 工件与刀具之间的运动联系很难保持较高的加工精度, 此时受近似加工运动的影响, 便会导致机械加工精度出现误差, 对所加工的零件质量形成一定的影响, 与零件的标准值之间存在一定的误差。
1.2 因采用近似于理论的刀具轮廓所导致的加工误差
为确保机械加工的精度, 理论上应采用成型的刀具对机械零件的复杂曲面进行加工, 但在实际加工工作中, 成型的刀具的刃口很难完全满足理论上对零件轮廓的标准要求。在实际加工工作当中, 通常运用圆弧、直线这些相对简单的同时又与理论曲线有一定形似度的线形加以替代。此时因刀具轮廓与加工原理存在一定的误差, 此时便会导致机械加工精度受到影响, 进而导致所加工的零件质量存在一定缺陷。
2 工件加工机床存在几何误差造成的不利影响
工件的生产加工任务主要是通过加工机床来完成的。为此, 作为工程加工生产的重要机械设备, 机床精度对工件加工精度有着决定性的影响。
2.1 加工机床存在的主轴回转误差对加工精度的影响
加床存在的主轴回转误差将对工件的具体性状以及工件加工的具体位置造成最为直接的影响。主轴的回转误差可以被分解为径向与轴向跳动以及主轴角度摆动, 在具体的加工工作中受加工工件具体表面位置的不同以及主轴回转误差变现的不同, 而导致的加工误差也各有不同。比如, 在进行工件加工时, 由于主轴存在径向跳动误差, 此时便会处于加工状态下的工件的外圆或是内孔的精度造成一定影响, 但主轴的跳动误差却不会对工件的端面加工造成不利影响。在机床主轴所存在的三种误差表现形式当中, 主轴的角度摆动误差与主轴的径向跳动误差对工件加工精度的影响较为相似, 主轴这两种误差表现形式对工件加工精度影响的差别主要体现在, 主轴的角度摆动误差除对加工工件表面的圆度产生影响之外, 还会对加工工件表面的圆柱度带来一定程度的影响。
2.2 加工机床导轨存在误差对加工精度
造成不利影响
机床导轨在机床构成零部件中主要其导向以及承载作用, 同时可以对机床中主要的零部件的相对位置进行确定, 明确零件的运动基准。一旦机床导轨出现误差将严重影响到加工工件的外在形状。在导轨误差中对加工精度影响最大的莫过于导轨出现的水平面直线度误差, 这种误差将被直接的反映在被加工的工件表面的外在法线上。导轨纵向截面对所存在的直线误差对被加工工件的精度影响不大, 通常对被加工工件所造成的影响可以忽略不计。
2.3 加工机床传动链出现误差导致加工精度受到不利影响
在对工件所进行的切削加工工作都是在机床的传动机构中得以完成的, 机床的传动机构主要由:齿轮、螺母、丝杆、蜗杆以及蜗轮等主要传动元件所构成的, 传动元件在进行工件切削加工的过程中会出现不同程度的磨损, 传动元件的个别磨损会对整个传动机构的正常运转造成不利影响, 导致传动链出现转动误差, 对机床上被切削的工价质量造成影响。构成机床传动机构的元件越多, 传动链条就会越长, 传动链条出现误差的机率就会变得越大, 导致机械加工误差发生的机率也会越高。
3 刀具、夹具的制造误差及磨损
刀具误差对加工精度的影响随刀具的种类不同而不同。一般刀具的制造误差对加工精度没有直接的影响;定尺寸刀具的尺寸误差直接影响被加工零件的尺寸精度;成形刀具的误差主要影响被加工面的形状精度。而刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置, 造成被加工零件的尺寸误差, 夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置, 因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。
4 工艺系统受力变形引起的误差
4.1 切削过程中受力点位置变化引起的加工误差
在切削过程中, 工艺系统的刚度随切削力着力点位置的变化而变化, 引起系统变形的差异, 使被加工表面产生形状误差。
4.2 切削力大小变化引起的加工误差———误差复映
工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状, 但它在尺寸、形状以及表面层材料硬度上都有较大的误差。毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生变化, 从而导致切削力的变化, 进而引起工艺系统产生相应的变形, 使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。当然, 工件表面残留的误差比毛坯表面误差要小得多。这种现象称为“误差复映规律”, 所引起的加工误差称为“误差复映”。除切削力外, 传动力、惯性重力、夹紧力等其他作用力也会使工艺系统的变形发生变化, 从而引起加工误差, 影响加工精度。
5 工艺系统受热变形引起的误差
机械加工中, 工艺系统在各种热源的作用下产生一定的热变形。由于工艺系统热源分布的不均匀性及各环节结构、材料的不同, 工艺系统各部分的变形产生差异, 从而破坏了刀具与工件的准确位置及运动关系, 产生加工误差。尤其对于精密加工, 热变形引起的加工误差占总加工误差的40%-70%。
5.1 机床热变形对加工精度的影响
机床受热源的影响, 各部分温度将发生变化。由于热源分布的不均匀和机床机构的复杂性, 机床的各部件发生不同程度的热变形, 破坏了机床各部件原有的相互位置关系, 影响加工精度。不同类型的机床由于热源不同, 对加工精度影响也不同。
5.2 刀具热变形对加工精度的影响
尽管在切削加工中传入刀具的热量只有3%-5%, 但由于刀具的尺寸和热容量小, 故仍有很高的温升, 从而引起刀具的热伸长, 并造成加工误差。粗加工时刀具的热变形对加工精度的影响可忽略不计;对于加工要求较高的零件, 刀具的热变形对加工精度影响较大, 使加工表面产生形状误差。
6 工件加工过程中受热情况对加工精度所产生的影响
在对工件进行切削加工时, 工件与切削工具在相互作用下, 会产生大量的热, 而这变形则主要是由于切削热所导致的。当被切削的工件表面受热不均匀时, 待切削加工结束, 车、磨轴类加工零件的切削热逐渐消除冷却后, 此类工件外圆的直径或是长度便会因切削热的冷却作用而有所收缩, 此时便会导致被切削的工件在尺寸上产生误差。此外在对长度较长的工件进行切削时, 初始阶段的切削, 被切削工件表面的温度并不是很高, 但随着切削时间的逐步延长, 被切削的工件表面的温度会逐步升高, 此时便会导致被切削的工件直径会变得越来越大, 此时被切去的金属层厚度也会开始逐渐变大, 待切削加工工作结束之后, 被加工工件表面温度冷却, 此时工件便会出现径向尺寸误差, 甚至还会导致被加工工件出现圆柱度误差。
工件不均匀受热。当工件受热不均时, 例如磨削零件单一表面, 由于工件单面受热而产生向上翘曲变形, 加工冷却后将形成中凹的形状误差, 这种现象对于加工薄片类零件尤为突出。
参考文献
[1]何成奎.浅析影响机械加工精度的主要因素[J].农业开发与装备, 2011, (02) .
[2]单士俊.如何提高机械加工精度[J].职业, 2009, (30) .
机械加工因素 篇11
[关键词]机械加工；表面质量；改进措施
1.机械加工表面质量的影响
1.1耐磨的表面质量的影响。易损件一般可分为三个阶段，最初的磨损阶段和正常磨损阶段和严重磨损阶段。工件表面粗糙度对工件的影响是非常大的。一般说，表面粗糙度值越小，损耗是越小的。但如果表面粗糙度值太小，油就不容易储存，磨损会增加。因此，接触表面粗糙度有一个最优值，该值与零件的工作条件有关，工作负荷增加，早期磨损量增加，表面粗糙度的值也增加了。
1.2表面质量对疲劳强度的影响。金属循环荷载过度，疲劳损伤后，往往发生在工件表面和下面的表面冷硬层，因此，零件的表面质量对疲劳强度有很大的影响。表面粗糙度值越大，抗疲劳破坏能力就越差。
1.3耐腐蚀表面质量的影响。部件的耐腐蚀性能在很大程度上取决于表面粗糙度。耐蚀性的表面粗糙度值较大。
2.影响机械加工表面质量的因素
2.1加工。刀具重新运行工具做进给运动相对于工件，加工表面残留留下切割区域，它的形状是一个刀具几何。主要角度，角度和圆弧齿顶圆角半径的增加，可以减少剩余区域的高度。此外，适当的增加刀具倾角减少塑性变形的程度，合理选择润滑剂和提高刀具磨削质量的减少切削塑性变形和抑制生产的刺剑肿瘤，尺度，降低表面粗糙度值的有效措施。工件材料的性质。刀具加工的塑胶材料，在金属的塑性变形，再加上刀具力量撕裂之间的分离芯片和工件，表面粗糙度值增加。工件材料韧性更好，金属的塑性变形越大，加工表面是粗糙的。脆性材料的加工，芯片是破碎的颗粒，由于芯片的破碎和加工表面上留下许多麻点，使粗糙表面。 影响磨削表面粗糙度的因素。随着表面粗糙度的形成过程加工时，磨削表面粗糙度也由几何因素和金属表面的塑性变形的形成。影响磨削表面粗糙度的主要因素是：粒度砂轮，砂轮硬度、砂轮修整磨削速度和磨磨削工件圆周径向进料的数量和轻型周速度和轴向进料液体冷却和润滑。
2.2表面冷作硬化。冷作硬化及其评价参数。加工过程的切削力所导致的塑性变形，使性质扭曲，变形，晶粒间剪切滑动、粒长和纤维化，甚至破坏，这些会增加表层金属的硬度和强度，这种现象被称为冷加工硬化（或提高）。的表层金属强化的结果，增加了金属变形阻力，减少塑胶金属，金属的物理性质变化。冷作硬化的金属在高能不稳定的状态，尽快，金属的不稳定是相对稳定的状态，这种现象称为削弱。弱化效应的大小取决于温度、温度、时间长度的大小和程度的强化。由于在加工过程中金属在同一时间通过武力和热效应，因此，处理后的金属表面性质取决于全面加强和削弱作用的结果。 冷作硬化的主要影响因素。切削刃钝圆半径的增加，表面增强效应的金属挤压塑性变形，导致增强冷硬。刀片磨损后，在叶片表面的摩擦加剧后和加工，塑性变形增加，导致增强的冷硬。切削速度的增加，刀具和工件的操作时间，降低塑性变形扩展深度、冷硬层深度降低。后切割速度、切割工件表层的热作用时间缩短，将增加冷硬的程度。
2.3表层材料的微观结构的变化。当热切割使加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的微观结构变化：磨削烧伤。当磨片表层温度高于相变温度时，表面金属层微观结构变化，降低金属表面的强度和硬度，伴随着残余应力产生，甚至出现微裂纹，这种现象被称为磨削烧伤。可能会产生以下三种燃烧：脾气燃烧。如果磨削区温度不超过淬火钢的相变温度，但超过马氏体转变温度，工件表面金属回火马氏体组织将转向硬度较低的回火组织（索氏体或奥氏体），烧伤称为回火烧伤。第二个是淬火烧伤。如果温度超过相变温度在磨削区，再加上冷却液淬火效果，表面金属二次硬化时，金属表面的二次淬火马氏体结构，其硬度高于原来的回火马氏体，在其低，由于冷却慢，硬度低于原来的回火马氏体回火组织（索氏体或奥氏体）。三是退火烧伤。如果磨削区温度超过相变温度和磨削区和冷却液，金属表面会产生退火组织，将表面硬度急剧下降，燃烧这种燃烧称为退火。
2.4表面残余应力。表面残余应力的原因是切削加工表面金属层的塑性变形时，金属表面的体积增加，因为只有在金属塑性变形，表面和表面的金属体积增加，体积膨胀，不可避免地停止附加一层金属，金属表层的残余应力。二是切割，切割区将会生成大量的切削热。三个不同微观结构的密度不同，也有不同的体积，如果生产的金属表层显微组织的变化，金属的表面体积的变化必须与基体金属障碍，从而生成有残余应力。最后加工零件表面主要工作方法的选择。主要工作表面部分是非常重要的选择最终的加工方法，因为最后的过程在工作表面残余应力对机器零件的性能将直接影响使用。最后选择零件表面加工方法，主要工作部件必须考虑表面的特定工作条件主要工作和可能破坏形式。
3.提高加工表面的质量的措施
3.1刀具。为了减少剩余区域，应当使用刀具齿顶圆角半径的圆弧，小角或合适的（=0）修复光刃或宽刀盘，整理工具等。选择适应性好的刀具材料和工件材料，避免使用工具磨损严重，这些都有利于降低表面粗糙度。
3.2工件材料对工件材料性能。加工表面粗糙度的影响是较大的塑性材料和微观结构。对于大型塑胶材料低碳钢、低合金钢、塑胶、正火处理提前为了减少加工后得到较小的粗糙度。工件材料应该有适当的金相组织。
3.3切削条件。在更高的切削速度切削塑性材料可以抑制发展进程，采用高效的切削液，提高工藝系统刚度，提高机床的动态稳定性，可以获得良好的表面质量。
3.4处理方法。主要使用了精密和超精密光整加工。选择较大的车轮速度和较小的轴向进给速度，工件速度应该较低，使用细粒度砂轮；好酱砂轮工作表面，使砂轮的磨粒，也可达到良好的研磨效果。选择合适的磨削液可以得到较低的表面粗糙度。
3.5其他方面。对加工表面变形能够有效的得到控制，残余应力的增加也会影响达到加工表面的质量，对刀具的几何形状要进行严格的控制，尽量减少切削刃刃口的长度，在使用刀具的过程中，应该注意刀具磨损的宽度合理的选择切削的实际用量，同时还应该控制给进的速度，在加工的过程中要对刀具的运转状态予以严格的控制。 如果零件的表面出现了残余应力的时候，工人的劳动强度也会非常大的得到下降，尤其是在应力相对集中的或者是有容易造成腐蚀的物质，这种构件就更容易受到不良的影响，但是很多因素都会导致残余应力的发生，所以在实际的生产加工过程中，一定要对这些因素进行详细的分析和控制，这样才能更好的提高表面的平整度和强度。
4.结束语
此外，生产的轧制压力、（污水）孔，喷丸加工、钻石日历和其他寒冷的处理方法来提高表层材料的变化。在生产实践中，通过这些措施的应用极大地提高加工零件的表面质量，改善工作性能、可靠性和寿命。
参考文献
机械加工因素 篇12
1 机械加工精度概述
机械零件加工后的几何参数包括尺寸、几何形状以及相对位置, 相应地零件加工精度包括以下三方面的内容:
1) 尺寸精度, 加工后零件的实际尺寸与基准间尺寸的相符合程度, 将两者之间的误差限制在一定范围内;
2) 形状精度, 这一参数是对零件表面的几何形状误差进行限定的, 几何宏观形状包括圆度和直线度等;
3) 相对位置精度, 是限制对零件加工后表面同基准间的相对位置误差。
在机械零件加工过程中, 采用相同的生产方法, 由于机械设备的变化、环境的变化等各种因素的影响, 生产出来的每批零件几何参数都略有相同, 总会存在一定的误差, 要将误差控制在可以接受的范围内。对引起误差的各种因素, 必须认真分析, 掌握加工误差变化的规律, 制定可靠的解决措施, 以提高零件精度。
在零件的生产过程中, 要选择合适的机加工方法, 精心调整工艺参数, 定期检查刀具、夹具的磨损情况, 机床的工作情况, 预先制定防止误差出现的措施, 仔细排除可能影响到加工精度的各因素。在零件的实际生产过程中, 要及时总结分析导致误差产生的因素, 掌握消除误差的措施, 将加工误差控制在可允许的范围内。
2 机械加工精度常见的影响因素
2.1 主轴回转误差
主轴部件因为在制造及装备过程中存在各种误差, 导致主轴回转轴线偏离理想的回转轴线, 因此会影响到零件的形状精度以及位置精度的控制。主轴颈向跳动会引起零件的圆度误差;主轴的轴线跳动动作会影响到零件端面的形状;由于主轴的角度摆动动作, 回转轴线与机加工工作台的导轨不再是平行的, 会对镗孔造成影响。主轴回转误差基本形式如图2.1所示, 主要包括径向跳动、角度摆动以及轴向窜动三种形式。
2.2 导轨误差
导轨为机床运动基准, 也是确定各部件相对位置的基准。导轨误差产生的原因主要如下:导轨的制造误差、长期机加工过程中的不均匀磨损以及安装问题。例如在车削时, 导轨在水平面内弯曲向后凸出, 就会产生鞍形误差如图2.2所示。
2.3 传动链误差
传动链误差是指链上首位两端传动元件存在相对运动误差, 在长期的使用中链上的传动元件会发生磨损、损耗, 引起传动误差。对加工精度的影响是因为引起了传递与运动的不准确性。一般传动越多, 机构越复杂, 引起的误差越大。
2.4 刀具的几何误差
一般机加工中刀具种类不同, 对加工精度的影响程度也不同。在长期的使用过程中, 刀具会产生不同程度的磨损, 其与工件的相对位置也随之发生变化, 引起工件的几何尺寸误差。引起工件形状精度下降的是成形刀具自身的误差, 引起工件尺寸精度下降的是顶尺寸刀具的误差。
2.5 工艺系统受力变形引起的误差
在机加工时, 受到的力有切削力、传动力以及加紧力等等, 工艺系统在这些力的作用下会产生振动或变形, 会对工件、刀具间准确的位置关系造成影响, 引起误差。工件刚度对精度的影响原因如下:在切削过程中, 工件受到一定的应力作用, 如果工件本身刚度比较差, 就会产生变形, 引起加工精度的下降。切削力大小对工件精度也有影响, 当工件自身的硬度不均匀分布时, 将引起切削力的变化, 工艺系统受力变形也随之发生变化, 引起加工误差。
2.6 工艺系统受热变形引起的误差
在切削过程中, 各种工具间产生摩擦热, 工件受热产生变形。热变形对工件的精度影响非常大, 据统计可占工件总误差的一半。第一种是机床热变形, 机床上的各部位因为受热不均而产生不均匀的变形, 进而对工件的相对位置造成影响导致精度下降;第二种是工件热变形, 工件受热主要是因为切削热引发的, 热变形随着工件的几何形状的不同而异;三刀具热变形, 虽然刀具受外界传入的热量很少, 但由于其自身的体积小、容量小, 会产生非常大的温升, 受热伸长而引起工件精度下降。
3 提高加工精度的对策
3.1 直接减少误差法
使误差直接减小的方法主要是控制机床、刀具等受热、受力变形等引起的误差, 使用高精度的刀具、夹具, 进一步提高机床本身的精度, 操作人员应认真查明各项加工误差产生的原因, 针对不同的情况进行逐步消除或减少加工误差。
3.2 误差补偿法
在机加工过程中故意引入一种新的误差以弥补原有的一种误差的方法就成为误差补偿法。比如原始误差为负值, 就人为地制造出一种与之绝对值相等的正直, 进行抵销。达到提高零件加工精度的目的。
3.3 分化原始误差
分化原始误差就是采取这样一道措施:根据原始误差将工件均分为n组, 这样误差就减小到原来的1/n, 然后再对每组1/n的误差采取解决方法, 比如调整刀具和夹具的位置, 提高机床精度等。
3.4 均化原始误差
通过精细加工将表面精度要求高的零件表面误差进行平均化, 找出存在一定关系的工件表面之间的差异性, 对零件表面进行进一步加工。
3.5 转移原始误差
就是将原始误差从对零件误差有影响的敏感方向转移到对零件精度没有影响的误差非敏感方向, 原始误差被转移之后可以提高精度。
3.6 就地加工
在工件加工和装配过程中, 常涉及到一些复杂零部件之间的关系, 在提高零件精度比较困难的情况下, 可以将零件安装好之后再对其进行精加工。
4 小结
在机械零件实际的生产过程中, 加工误差总是会存在的, 只有针对具体情况进行详细分析, 找出误差产生的原因和规律, 采取一定的预防措施将误差控制在允许范围内, 并不断地对加工工艺系统进行优化设计, 就能保证零件的精度和质量。
参考文献
[1]王国敏.浅析机械加工精度的影响因素及对策.经济研究导刊, 2010.
[2]任妙芳.浅析机械加工精度的影响因素及提高措施.机械研究与应用, 2010.
[3]崔凯.机械零件加工精度的影响因素及对策.装备制造技术, 2010.