提升零件表面质量的有效方法

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：选择小的进给量，可减少残留面积高度，从而使表面粗糙度值减小。刀具的几何参数包括刀具的几何角度、刀面形式和切削刃形状，对零件表面粗糙度有着最直接的影响，在选择时必须根据零件的材料、刀具的材料及加工的性质进行合理的选取。在很高的交变载荷下工作的零件，希望其表面具有很高的残余压应力。

1.控制表面粗糙度的方法

机械加工中，使表面粗糙的主要原因可归纳为两方面：一是切削刃和工件相对运动轨迹所形成的表面粗糙（几何因素）；二是和被加工材料性质及切削机理有关的因素（物理因素）。

在切削加工中，造成表面粗糙的几何因素是切削残留面积和切削刃刃磨质量。残留面积高度愈大，表面愈粗糙。根据切削原理可知，残留面积的高度与进给量、刀尖圆弧半径及刀具的主、副偏角有关。影响表面质量的物理因素是切削过程中的塑性变形、摩擦、积屑瘤、鳞刺以及工艺系统中的高频振动等。为控制切削加工中的表面粗糙度值，可以采取下列措施：

1）由于在一定的切削速度范围内容易产生积屑瘤或鳞刺，因此，要选择合理的切削速度，一般要避免中速切削。如车削45钢时，当切削速度超过100m/min时，表面粗糙度值减小至趋于稳定。选择小的进给量，可减少残留面积高度，从而使表面粗糙度值减小。

2）合理选用刀具材料及几何参数。刀具材料与被加工材料分子间的亲和力大时，会引起刀具加速磨损，影响工件表面粗糙度。刀具的几何参数包括刀具的几何角度、刀面形式和切削刃形状，对零件表面粗糙度有着最直接的影响，在选择时必须根据零件的材料、刀具的材料及加工的性质进行合理的选取。

3）切削液对加工表面粗糙度有明显的影响。切削液的冷却作用使切削温度降低，切削液的润滑作用使刀具和被加工表面间的摩擦状况得到改善，从而减少了切削过程的塑性变形并抑制积屑瘤和鳞刺的生长，对降低表面粗糙度有很大的作用。

2.控制表面残余应力的方法

为了长期保持精密零件的精度，避免表面残余应力使工件产生变形，应尽可能消除或减小其表面残余应力。在很高的交变载荷下工作的零件，希望其表面具有很高的残余压应力。为此，可以采用以下方法控制表面残余应力。

1）采用滚压、喷砂、喷丸等方法对零件表面进行处理，使表面产生局部塑性变形向四周扩张，因材料扩张受阻而产生很大的残余压应力，从而有效地提高零件的疲劳强度。

2）采用人工时效的方法消除表面残余应力。

3）采取精细车、精细磨、研磨、珩磨、超精加工等方法作为工件的最终加工。由于这些加工方法的余量小，切削力、切削热极小，因此，不仅可以去除前道工序造成的表面变质层及表面残余应力，又可避免产生新的表面残余应力。

提升零件表面质量的有效方法

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