郭丙結(jié)
摘 ?要:科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展提升了企業(yè)對(duì)精密零部件的使用率,進(jìn)而對(duì)零件加工的使用性能提出了更高的要求。在機(jī)械加工的過程中,其表面質(zhì)量會(huì)對(duì)零件的使用性能產(chǎn)生產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。因此,如何提高機(jī)械加工表面的質(zhì)量,以降低其對(duì)零件使用性能的影響成為當(dāng)下亟待解決的關(guān)鍵問題。基于此,本研究在概述機(jī)械加工表面質(zhì)量相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,探究了其對(duì)零件使用性能的影響,并提出了提高機(jī)械加工表面質(zhì)量的對(duì)策。
關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;表面質(zhì)量;零件;使用性能
中圖分類號(hào):TH161 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言:
機(jī)械零件作為機(jī)械設(shè)備的重要關(guān)鍵組成部分,其失效與否與零件使用性能有著極為密切的關(guān)系。在對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工的過程中,其加工質(zhì)量,尤其是機(jī)械加工表面質(zhì)量,會(huì)對(duì)零件的使用性能產(chǎn)生極大的影響,進(jìn)而對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生影響。因此,對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量,以及其對(duì)零件使用性能的影響給予正確的認(rèn)識(shí)是非常重要且必要的。
一、機(jī)械加工表面質(zhì)量理論概述
機(jī)械加工表面質(zhì)量主要是指在對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工后在微觀幾何結(jié)構(gòu)、表層金屬材料性質(zhì)方面產(chǎn)生的變化[1]。前者包括表面粗糙度和波度。后者包括表面層的冷作硬化、殘余應(yīng)力以及金相組織變化情況。
二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響
(一)對(duì)零件耐磨性的影響
零件磨損在機(jī)械生產(chǎn)中是難免的,依據(jù)磨損的時(shí)間順序,其可分為三個(gè)階段,即初期、中期以及后期。機(jī)械加工表面質(zhì)量,尤其是粗糙程度,對(duì)零件的磨損程度有決定性的影響。摩擦力隨著表面粗糙的加大而加大,進(jìn)而導(dǎo)致零件磨損的程度也就越高。為減低零件磨損程度,除提升零件光滑度外,還應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)零件需承受的摩擦力展開精準(zhǔn)計(jì)算,以選擇最佳粗糙度,進(jìn)而將零件使用性能提升。
(二)對(duì)零件耐腐蝕性的影響
零件的耐腐蝕性能還會(huì)受到表面粗糙程度的影響。由于零件表面粗糙,會(huì)導(dǎo)致凹槽形成,進(jìn)而積累大量的腐蝕性介質(zhì),從而導(dǎo)致化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生,尤其是在凸峰處位置,進(jìn)而降低零件的耐腐蝕性[2]。殘余壓應(yīng)力會(huì)影響零件表面的緊密性,進(jìn)而導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)進(jìn)入零件內(nèi)部,從而將零件的耐腐蝕性降低。
(三)對(duì)零件配合精度的影響
表面粗糙度會(huì)對(duì)零件的配合精度產(chǎn)生影響。零件配合有間隙、過盈配合關(guān)系等。在間隙配合關(guān)系下,表面粗糙度過大,其極易發(fā)生零件磨損,進(jìn)而將配合的間隙增大,進(jìn)而影響配合精度。在過盈配合關(guān)系下,粗糙度過大,則會(huì)將過盈量、零件結(jié)合強(qiáng)度降低,進(jìn)而影響零件可靠性。殘余應(yīng)力是影響零件配合精度的一個(gè)重要因素,其過大會(huì)導(dǎo)致零件變形,從而影響零件的配合精度。
(四)對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響
對(duì)于金屬零件來說,其在交變荷載的作用下,零件表面會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中,從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。零件倒角、尖角以及突變等機(jī)構(gòu)都極易導(dǎo)致應(yīng)力集中情況的產(chǎn)生[3]。通常情況下,表面越粗糙,應(yīng)力集中越容易出現(xiàn),進(jìn)而也越容易對(duì)零件疲勞強(qiáng)度造成影響。與此同時(shí),表面粗糙度還將表面的摩擦力、接觸面積增加,進(jìn)而降低其耐腐蝕性。另外,表面層的硬化也會(huì)對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。零件疲勞裂紋發(fā)生率會(huì)隨冷硬程度的增大而增多。除此之外,殘余應(yīng)力也是一個(gè)亟待解決的問題。
三、進(jìn)一步提升機(jī)械加工表面質(zhì)量的對(duì)策
(一)注重工作流程的合理編制
為降低機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響,應(yīng)從源頭入手,通過合理編制工作流程,進(jìn)而為表面質(zhì)量的提升提供制度保障。在工作流程編制的過程中,應(yīng)以精簡為原則,保證工作流程準(zhǔn)備且簡短。與此同時(shí),在對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行確定的過程中,應(yīng)在最大的限度內(nèi)保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位精準(zhǔn)高度重合。當(dāng)兩者難以保證重合時(shí),可將高質(zhì)量的表面作為基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在兩個(gè)及以上時(shí),應(yīng)以起主要作用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。另外,在機(jī)械加工時(shí),應(yīng)在最大的限度內(nèi)確保一次完成,因而可通過相關(guān)制度的完善以降低乃至避免反復(fù)操作。
(二)注重切削參數(shù)的合理選擇
在機(jī)械加工中,切削參數(shù)是切削速度、深度、進(jìn)給速度以及刀具角度等各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)稱。切削參數(shù)的合理性與屑瘤形成有關(guān),進(jìn)而影響表面質(zhì)量。在提升表面質(zhì)量時(shí),應(yīng)以零件種類、加工尺寸為依據(jù),對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行合理的選擇。通過切削參數(shù)的合理選擇,其不僅可以在一定程度上抑制積屑的形成,而且可以保證表面質(zhì)量。以塑料材料加工為例,可選擇較大前角的刀具,進(jìn)而可降低屑瘤的形成。這主要是由于當(dāng)?shù)毒叩那敖窃龃髸r(shí),其會(huì)降低切削力,而切削力的降低則會(huì)減小由其產(chǎn)生的變形,同時(shí)還對(duì)縮短刀具與切削的接觸長度,進(jìn)而抑制屑瘤形成。
(三)注重切削液與切削技術(shù)的合理性應(yīng)用
切削液在改善刀具與工件摩擦系數(shù)方面有重要的作用,從而可以將表面質(zhì)量提升。因此,在提升機(jī)械加工的表面質(zhì)量時(shí),還應(yīng)注重合理選擇切削液。與此同時(shí),切削技術(shù)可選擇超精密切削,其作為一種特殊的技術(shù)手段,可將表面粗糙度控制在極低數(shù)值下,但對(duì)刀具的鋒利程度有較高的要求。在應(yīng)用這一技術(shù)方法的過程中,應(yīng)堅(jiān)持小走刀量和高速切削。
(四)注重最終加工方法的選擇
在對(duì)表面粗糙度進(jìn)行控制時(shí),可在最終工序處采用超精密加工、研磨等方法,對(duì)零件進(jìn)行打磨。在最后工序應(yīng)用上述方法,其不僅可以起到降低表面粗糙度的作用,而且可以起到增強(qiáng)零件使用性能的作用。與此同時(shí),在減少加工是熱量過高以對(duì)零件表面產(chǎn)生損傷也具有一定的作用。除此之外,還應(yīng)對(duì)零件表面的工作條件以及可能出現(xiàn)破壞的形成等進(jìn)行綜合考量后選擇適宜的加工程序。
結(jié)論:機(jī)械加工表面質(zhì)量作為機(jī)械零件加工后的表面層狀態(tài),其不僅會(huì)對(duì)零件的耐磨性、耐腐蝕性產(chǎn)生影響,而且會(huì)對(duì)零件的配合精度、疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響,進(jìn)而對(duì)其使用性能產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備失效。由此可見,機(jī)械加工表面質(zhì)量的重要性。為提升機(jī)械加工表面質(zhì)量,應(yīng)在工作流程、切削參數(shù)、切削液以及最終加工方法的選擇等方面給予關(guān)注和重視。
參考文獻(xiàn)
[1] ?連璞.關(guān)于機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)方法的研究[J].南方農(nóng)機(jī),2018,49(23):193.
[2] ?吳舒.機(jī)械加工表面質(zhì)量影響因素分析及相應(yīng)改善對(duì)策研究[J].橡塑技術(shù)與裝備,2016,366(2):83-84,92.
[3] ?趙永生.淺談?dòng)绊憴C(jī)械加工表面質(zhì)量的因素與應(yīng)對(duì)措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2016,353(2):83-84.