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影响零件表面质量的工艺因素优化方案

时间:2023-06-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:积屑瘤生成、长大和脱落将严重影响加工表面的表面粗糙度值。适当地增大刀具前角和刃倾角,提高刀具的刃磨质量,降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低零件加工表面的粗糙度。对零件材料进行适当的热处理,以细化晶粒,均匀晶粒组织,可减小表面粗糙度。

影响零件表面质量的工艺因素优化方案

1.影响切削加工表面粗糙度的因素

在切削加工中,影响表面粗糙度的因素主要包括物理因素、几何因素和加工中工艺系统的振动因素。下面以车削为例来说明:

(1)物理因素。在切削加工过程中,刀具对工件的挤压和摩擦使金属材料发生塑性变形,引起原有的残留面积扭曲或沟纹加深,增大表面粗糙度。当采用中等或中等偏低的切削速度切削塑性材料时,在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤,它可以代替刀具进行切削,但状态极不稳定。积屑瘤生成、长大和脱落将严重影响加工表面的表面粗糙度值。另外,在切削过程中由于切屑和前刀面的强烈摩擦作用以及撕裂现象,还可能在加工表面上产生鳞刺,使加工表面的表面粗糙度增大。

(2)几何因素。切削加工时表面粗糙度的值主要取决于残留面积高度。下面两式为车削时残留面积高度的计算公式。

当刀尖圆弧半径rε=0时,残留面积高度H为:

当刀尖圆弧半径rε>0时,残留面积高度H为:

从上面两式可知,进给量f、主偏角kr、副偏角k′r和刀尖圆弧半径rε对切削加工表面粗糙度的影响较大。减小进给量f、减小主偏角kr和副偏角k′r、增大刀尖圆弧半径rε,都能减小残留面积高度H,即减小零件的表面粗糙度。

(3)加工中工艺系统的振动因素。在加工过程中,工艺系统有时会发生振动,即在刀具与工件间出现的除切削运动之外的另一种周期性的相对运动。振动的出现会使加工表面出现波纹,增大加工表面的粗糙度,强烈的振动还会使切削无法继续下去。

除上述因素外,造成已加工表面粗糙不平的因素还有被切屑拉毛和划伤等。(www.xing528.com)

2.减小表面粗糙度的工艺措施

减小切削加工表面粗糙度的工艺措施如下。

(1)对零件材料进行适当的热处理,以细化晶粒,均匀晶粒组织,可减小表面粗糙度。

(2)根据零件材料、加工要求,合理选择刀具材料,有利于减小表面粗糙度。

(3)适当地增大刀具前角和刃倾角,提高刀具的刃磨质量,降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低零件加工表面的粗糙度。对零件材料进行适当的热处理,以细化晶粒,均匀晶粒组织,可减小表面粗糙度。

(4)加工塑性材料时,采用较高的切削速度可防止积屑瘤的产生,减小表面粗糙度。

(5)在精加工时,应选择较小的进给量f、较小的主偏角是kr和副偏角k′r、较大的刀尖圆弧半径rε,以得到较小的表面粗糙度。

(6)选择合适的切削液,减小切削过程中的界面摩擦,降低切削区温度,减小切削变形,抑制鳞刺和积屑瘤的产生,可以大大减小表面粗糙度。

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