影响金属切削加工表面质量的因素

1、影响金属切削加工外表质量的因素影响金属切削加工表而质量的因素机械加工表而质量， 是指零件在机械加工后被加工面的微观不平 度， 也叫粗糙度，其加工后的表而质量直接影响被加工件的物理、 化学及力 学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取 决于主要零件 的外表质量。因此，正确地理解零件外表质量内涵， 分析机械加工过程 中影响加工表而质量的各种工艺因素，改善外表 质量、提高产品使用性 能具有重要的意义。1.影响机械加工外表质量的因素1.1 机器使用性能对机械加工外表质量的影响(1) 耐磨性对外表质量的影响。 一个刚加工好的摩擦副的两个接 触表 而之间，最初阶段在外表粗糙的峰部触，实际接触面积

2、远小于 理论接触 而积，在相互接触的部有非常大的单位应力，使实际接触 而积处产生塑 性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重 磨损。(2) 疲劳强度对外表质量的影响。在交变载荷作用，表而粗糙度 的凹 谷部位容易引起应力集中，产生疲劳纹。外表粗糙度值愈大， 表而的纹 痕愈深，纹底半径愈，抗疲劳破坏的能力就愈差。剩余应 力对零件疲劳 强度的影响很大。外表层剩余拉应力将使疲劳裂纹扩 大，加速疲劳破坏 ; 而外表层剩余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延 缓疲劳破坏的产生。(3) 耐蚀性对外表质量的影响。 零件的耐蚀性在很大程度上取决 于表 而粗糙度。外表粗糙度值愈大，那么凹谷中聚积腐蚀性物质就愈 多

3、。抗蚀 性就愈差。表而层的剩余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降 低零件的耐磨 性，而剩余压应力那么能防止应力腐蚀开裂。1.2 影响外表粗糙度的因素(1) 切削加工影响外表粗糙度的因素。刀具几何形状的反映刀具相对于工件作进给运动时，在加工外表留下了切削层残留面积， 其形状是 刀具几何形状的反映。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 外表粗糙度值加大。切削用量加工脆性材料时，切削速度对于粗糙度影 响不大 ; 加工塑性材料时，积屑瘤对粗糙度影 响很大。(2) 磨削加工影响外表粗糙度的因素。影响磨削外表粗糙的主要 因素 有：砂轮的粒度

4、、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 润滑液等。1. 3 影响加工外表层物理机械性能的因素(1) 外表层冷作硬化。 机械加工过程中因切削力作用产生的塑性 变形， 使品格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移，品粒被拉长和纤 维化，甚至 破碎，这些都会使表而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 ) 。影响冷作硬化的主要因素有：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 而磨损增大，后刀而与被加工外表的摩擦 加剧，塑性变形增大，导致冷 硬增强。切削速度增大，刀具与工件

5、 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，切削热在工件表而层上 的作用时间也缩短，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) 外表层材料金相组织变化。当切削热使被加工外表的温度超 过相 变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。主要有磨削烧 伤、淬火 烧伤和退火烧伤三种。改善磨削烧伤有两个途径：一是尽 可能地减少磨 削热的产生 ; 二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少 传人工件。正确选 择砂轮，合理选择切削用量改善冷却条件。(3) 外表层剩余应力。外表剩余应力产生的

6、原因：一是切削时在 外表 金属层产生了剩余应力，而在里层金属中产生剩余拉应力。二 是切削加 工中，切削区会有大量的切削热产生。三是不同金相组织表而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，因而就有剩余应力产生。2 提高机械加工工件外表质量的措施(1) 制订科学合理的工艺规程是保证工件外表质量的根底。科学 合理 的工艺规程是加工工件的方法依据。只有制订了科学合理的工 艺规程， 才能为加工工件外表质量满足要求提供科学合理的方法依 据，使加工工 件外表质量满足要求成为可能。对科学合理的工艺规 程的要求是工艺流 程要短，定位要准确， 选择定位基准时尽量使定

7、位基准与设计基准重合。(2) 合理的选择切削参数是保证加工质量的关键。选择合理的切 削参 数可以有效抑制积屑瘤的形成，降低理论加工残留而积的高度 , 保证加工 工件的外表质量。切削参数的选择主要包括切削刀具角度 的选择、切削 速度的选择和切削深度及进给速度的选择等。试验证 明，在加工塑性材 料时假设选择较大前角的刀具可以有效抑制积屑瘤 的形成，这是因为刀具 前角增大时，切削力减小，切削变形小，刀 具与切屑的接触长度变短， 减小了积屑瘤形成的根底。(3) 合理的选择切削液是保证加工工件外表质量的必要条件。选 择合 理的切削液可以改善工件与刀具间的摩擦系数，可降低切削力 和切削温 度，从而减轻刀具的磨损，以保证工件的加工质量。(4) 工件主要工作外表最终工序加工方法的选择至关重要。工件 主要 工作表而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 而留下的剩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 表而最终工序加工方法，须考虑该零件主要工作外表 的具体工作条件和 可能的破坏形式。3 结论工件的表而质量与其使用性能密切相关，工件的使用性能是以保 证 机器正常工作为前提的设计要求，因此在加工工件过程中，我们 还应从 经济效益等多方而考虑，才能既保证