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影響機械加工表面質量的因素及改進方法

發布時間:2021-08-23 10:43所屬分類:機械加入收藏

[摘 要] 在機械設計與制作的過程中,不同的系統部件和各種零件與加工的方式,都有著各種不同的參數要求,因此對機械設計時,在各種精密零件的設計

  [摘 要] 在機械設計與制作的過程中,不同的系統部件和各種零件與加工的方式,都有著各種不同的參數要求,因此對機械設計時,在各種精密零件的設計要求中,往往需要在多種不同方面,根據機械設計手冊,進行相關的參數限制。在國家標準的約束下,盡管對大部分的機械加工工藝,已經有了飛躍式的進步,但是在面對大量機械制作時,在各種機械制作標準上,難免會產生殘次品,以及出現無法滿足客戶要求的現象,而在這個改進過程中,就會造成機械加工難度的提升。經過多次的調研數據顯示,在機械加工工程當中,影響機械零件表面質量的因素,是在各種制作工藝中,影響因素最多,并且其改進條件多,改進方法難,因此以下將結合機械加工過程,對表面加工質量、存在的問題和改進方法,進行相關的討論研究。

  [關 鍵 詞] 機械加工;加工表面質量;影響因素;改進方法

機械論文發表

  對大多數的機械工廠來說,對機械進行加工精度的分析,以及對相關加工工藝的選用,都是不可避免的關鍵過程,但是在大多數的情況下,機械加工都需要足夠的經驗支撐,才能夠勉強實現。尤其是對機械零件表面的加工質量來說,充分的加工經驗和必要的科學加工方式的結合,才可能勉強應對大多數的問題,對出現的突發情況來說,可能會導致零件加工的失敗,因此造成的成本增加,導致的機械加工時長增加,很有可能會使用戶對機械生產公司失去信任。因此在機械表面加工過程當中,根據大多數加工過程的研究和科學理論的結合,總結對以下幾方面的探討。

  一、影響加工表面質量的因素

  (一)刀具加工時對機械表面光滑度的影響

  在機械制作的批量生產時,對刀具的使用和調控,是整個機械加工過程中最重要且影響最大的一環,盡管在機械制作工藝的發展當中,越來越多自動化車床,已經逐漸取代了傳統車床,并且逐漸依靠自動化設備,來提升刀具在運作時,切削機械原料的準確度,通過將計算機與機械結合的方式,盡可能地提升在傳統機械制作工藝中刀具打磨原料時的準確度以及切削工藝時的高效性。但是在實際情況中,對大多數機械加工流程來說,通過刀具來進行機械加工的直接接觸,反復地高硬度碰撞,會導致溫度的提升,盡管在一定程度上,可能會導致被加工的工件出現微小的形變和軟化,但是在實際加工當中,只要是正常的工藝加工流程,都能夠迅速實現降溫,在車床上也不會產生嚴重形變。但是對磨削工藝,機械加工過程中,不免會產生各種不同的廢屑,尤其是一些比較普通金屬來說,這種廢屑經過高溫的影響,極有可能會在瞬間依附在被加工的工件表面上,經過檢驗和調查,發現由此而產生的失敗品在機械加工過程當中是最多的。另外,對刀具來說,各種打磨、鉆孔和切割設備上,往往沒有對被加工材料,進行相應的規范和要求,因此對一些硬度相對較強的材料在進行機械加工的過程中,特別容易因為內部組織的細微變化,造成表面的裂紋[1]。

  (二)機械加工環境中材料的選用

  在車間的環境中,一般的情況下,各種指數都是相對穩定的,但是在實際加工過程中,各種溫度、濕度和車床的清潔度,都有可能會損壞機械表面加工質量,尤其在氣候變化相對較大的情況下,機械工件的脆性和本身的硬度,都會對機械加工造成影響。在各種環境因素的影響下,尤其是對打磨類的加工,在進行加工過程中,工件表面由于環境因素,可能會造成暫時性的光滑,容易導致打磨效果較差,因此而難以實現,在進行設計時要求的表面光滑度,在進行工廠加工時,由于外部環境因素,一般會導致殘次品占比的增加,同時在進行出廠檢驗時,一般很難發現問題。但是在目前的機械加工應用中,大多數的金屬都是鑄鐵等特殊材料,而并非是單一的個別金屬,對目前使用中的大多數金屬,其熱穩定性好,同時化學性質也特別穩定,因此,受到環境影響從而導致的表面光滑度不足的情況在實際加工車間中十分少見。盡管如此,在機械加工車間中,由于空氣中的廢屑、環境當中的水珠,都可能在環境突變下,影響到一些精密機械的加工,不僅可能會造成表面光滑度不符合既定要求,同時也可能會影響到整個機械系統在未來使用中的精密性[2]。

  (三)由于物理性能導致影響機械表面質量加工

  在整個機械加工的過程中,完全根據設計參數來進行車床進給量的設計,但是如果工件在一開始的時候,其硬度和光滑程度,已經由于操作不當和各種環境的影響,出現了內部結構和各種參數的改變,因此在機械加工過程中,對刀具給進量的調整,也是保障機械設計,符合工藝要求的重要方法。對工件的加工來說,尤其是對環境變化相對比較敏感的金屬材料,在進行精密加工時,往往在表面光滑度的加工過程中,容易發生微小的變形以及各種特殊物質的吸附,因此而造成表面加工質量較差,是導致機械表面加工出現問題的重要原因。另外,從物理層面來看,目前用于切割和打磨的工具,大多是采用砂輪來進行加工,因此對砂輪的內部分子距離以及被加工材料的硬度,導致被加工合金往往會在實際打磨過程中,出現劃痕等現象,由于打磨材料硬度的不足,也極有可能會出現外部表面其粗糙度嚴重偏離既定的要求[3]。另外,在金屬的加工過程當中,可能會存在冷作硬化以及各種燒傷等影響順利加工的突發性因素,但是在大多數切割摩擦工藝當中,隨著溫度的提升,其硬化程度也會隨之降低。

  二、機械加工表面質量參數與加工方法

  (一)對加工材料的選用和分析

  對機械加工步驟來說,一般是按照傳統加工工藝來進行,盡管可能是機械創新研究加工,也能夠按照國家標準與一般加工流程進行相關的研究與調整,但是在進行機械材料加工以前,往往必須要根據需求進行加工材料的選用,一般來說包括刀具材料的選用和刀具自身性質的調整。尤其是根據被加工材料的硬度,進行應力集中的設計,對切割刀具的工作任務來說,結合想要使其更好完成切削目的而不會拖泥帶水,切削刃鈍圓是相對重要的因素,通過增大鈍圓半徑的方法,來實現更好的切割工藝[4]。不僅如此,對各種切割鉆孔類刀具來說,產生磨損是最常見的情況,尤其在進行外部光滑度的加工過程中,對加工刀具和加工材料的選用是至關重要的一點。因為在加工過程當中,打磨會使雙方的光滑度得到提升,因此造成了刀具的快速損耗,因此容易影響到機械在未來的使用,根據所選定的光滑度參數,證明該機械在未來的使用環境下,可能會面臨更高的要求,由于刀具的磨損造成光滑度的不足,也就說明機械無法滿足正常工作的需要。

  (二)機械材料自身參數對表面質量的影響

  在進行機械加工材料的選用時,既要分析該機械在未來的工作,確保機械質量等系數滿足未來的工作環境,又要盡可能根據目前的加工技術,提高機械在實際使用中各種任務完成的效率。在機械加工的過程當中,尤其是材料自身組織的變化是造成表面加工質量不足的重要原因,因此對機械本身材料的選用是生產機械至關重要的一環。舉例來說,在進行表面加工的過程中,機械表面層的材料,極有可能會因為溫度的影響,使金屬在加工中軟化,進行切割和打磨時,也會出現用力不集中的現象,因此而產生磨削燒傷,造成的后果不僅導致前面的加工工序得重新再來,對部分造價相對較高的原料也會造成制作成本的大幅度提升。因此在進行機械加工以前,需要嚴格規劃加工方法,才能盡可能地降低各種材料損壞的影響和損失,對于被加工材料的屬性進行針對性的規劃,發揮其最大的效果才能夠真正地發揮材料的功能[5]。

  三、對目前加工方法的不足提出的改進建議

  (一)結合自動化機床降低加工難度

  隨著互聯網和計算機設備的更新換代,越來越多的領域,開始結合目前的科技形式,進行相關的改革升級,其中也不乏像機械制造,這種傳統意義上的工藝加工。其實對自動化的改革,已經進行了多年,從目前的機械加工工廠來看,最常見到的就是數控機床,通過程序設定來進行機械加工的控制,加工人員可以利用手動輸入各種參數來使刀具給進,完成不同程度上的精密儀器加工。因此隨著科技的進步,解決機械表面加工質量不足的問題,最直接有效的形式,就是盡可能地利用計算機設備,完成精度為微米的打磨,在人為輔助下,利用自動化加工流水線,不僅能夠在精度上遠遠超過人力加工,還能夠提高機械設備的生產效率。

  (二)選擇合適的加工設備和輔助用具

  在進行精密機械生產加工過程中,選用恰當的加工設備,是提高機械生產效率的關鍵因素,同時在恰當的加工用具的輔助下,能夠在復雜多變的加工環境下,實現更低的材料損失。為了確保效果更好的表面加工質量,對機械加工刀刃來說,需要結合必要的輔助用具,舉例來說,為了避免由于高溫引起的制作材料的變形,需要在切割時進行溫度的高效吸收,才能夠更加有效地提高目前的表面加工質量。而對機械加工過程中,切削液的選用也是至關重要的,首先是需要液體的比熱容要足夠大,才能夠有效地完成熱量吸收,同時需要滿足降低摩擦的能力,實現類似潤滑油的能力,從根本上徹底阻斷熱量的散發。對切削液來說,其本身是由于保護刀具,實現切削工藝順利進行而存在的,因此隨著加工工藝的提升,也能夠縮減由于刀具磨損而造成的機械表面質量不足的現象。經過對加工流程的規范化以及對機械加工用具的恰當選擇,能夠最大程度地提高機械加工表面的質量水平[6]。

  四、結語

  機械加工的規范化已經基本實現,而機械制造的自動化是改進未來機械工件加工的重要途徑,利用自動精準定位來實現機械表面加工工藝的提升,對改進機械表面加工質量具有不可替代的重要意義。

  參考文獻:

  [1]崔會彬.影響機械加工表面質量的因素及采取的措施[J]. 中國機械,2015(8):23-24.

  [2]王樹國,馮憲琴.影響機械加工表面質量的因素及采取的措施研究[J].硅谷,2014(9):196-197.

  [3]鄒振國.影響機械加工表面質量的因素及采取的應對措施探究[J].科技創業家,2013(8):79.

  [4]張穎穎.影響機械加工表面質量的因素及采取的措施[J]. 科學與財富,2016(Z1):459-460.

  [5]王歡.對影響機械加工表面質量的因素及采取的措施分析[J].東方文化周刊,2014(13):116.

  [6]熊昌,別旭輝,巴林.淺談影響機械加工表面質量的因素與應對措施[J].文摘版:工程技術(建筑),2016.

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