零部件的表面質(zhì)量研究

發(fā)布時間：2019-08-12 08:38:54

表面質(zhì)量和切削工藝性是微細(xì)切削技術(shù)的重要研究內(nèi)容，學(xué)者在這方面己經(jīng)開展了深入地研究工作，并且己經(jīng)取得了大量的研究成果。然而，微細(xì)切削技術(shù)是一種始于20世紀(jì)90年代的，其發(fā)展時間還很短，在加工質(zhì)量和切削工藝性方面仍有一些問題有待深入研究，這主要體現(xiàn)在：

(1)在材料選擇上，當(dāng)前關(guān)于鋁合金、銅合金、PMMA等易加工材料的微細(xì)切削技術(shù)己經(jīng)相當(dāng)成熟，并且己經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用。然而，作為工程內(nèi)大量應(yīng)用的鋼類材料，尤其是不銹鋼、高強(qiáng)高硬鋼等難切削金屬材料，微細(xì)切削方面的研究尚處于起步階段。

(2)在表面質(zhì)量研究上，在評價己加工表面質(zhì)量的指標(biāo)中，各國學(xué)者對表面粗糙度的研究較為深入，但對于其他指標(biāo)，如表面層加工硬化、表面層組織變化等方面的研究較少，而這些指標(biāo)對于己加工表面質(zhì)量也有非常顯著的影響。

(3)在工藝性研究上，經(jīng)過幾十年的研究，各國學(xué)者在微細(xì)切削的單一形面加工工藝能力研究方面己經(jīng)取得了很大的成就，但針對具體零件的微細(xì)切削工藝路線制訂、走刀路徑規(guī)劃等方面的研究還不多。

表面質(zhì)量是機(jī)械零件的主要技術(shù)指標(biāo)。機(jī)械加工的表面質(zhì)量主要包括加工表面的幾何方面質(zhì)量和加工表面材質(zhì)的變化。己加工表面的幾何方面質(zhì)量通常用表面粗糙度表示，表面粗糙度由兩類因素造成：一類稱為理論粗糙度，其主要取決于殘留面積的高度，是幾何因素產(chǎn)生的粗糙度；另一類是切削過程中的不穩(wěn)定因素產(chǎn)生的，主要包括積屑瘤、鱗刺等。在切削過程中，積屑瘤的不斷產(chǎn)生和消失會引起切削力的波動，進(jìn)而引發(fā)振動，影響表面質(zhì)量。

加工表面材質(zhì)的變化包括表面層加工硬化、殘余應(yīng)力和金相組織變化。經(jīng)過機(jī)械加工后的工件表面，其硬度一般為基體硬度的120%~200%，這種表面層的硬化可以提高零件的，但是同時增大后續(xù)加工難度和刀具的磨損。工件表面為保持平衡而存在的殘余應(yīng)力有時候能提高零件的疲勞強(qiáng)度，但也會使零件表面產(chǎn)生裂紋，此外，如果殘余應(yīng)力分布不均會使零件變形，影響零件精度。

機(jī)械制造加工的質(zhì)量控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，同樣也成為機(jī)械加工不斷追求的目標(biāo)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工時需要采取嚴(yán)格的控制措施，產(chǎn)品的精度及表面質(zhì)量。

正確恰當(dāng)?shù)募庸すに囀琴|(zhì)量、成本、效率的基本。與一般的零件相比，小型零件具有尺寸微小、工件力學(xué)性能要求高、有較復(fù)雜的三維立體結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，正是這些特點(diǎn)決定了小型零件的微細(xì)切削和常規(guī)尺度零件的切削工藝有很大的差別，如毛坯加工余量角小化、加工方式和刀具類型的合理選取、刀具的集中使用、合理確定加工方式的先后順序、按零件類型確定走刀路線、關(guān)鍵工序的加工精度等。盡管在微細(xì)切削加工中所要解決的工藝問題和常規(guī)零件有很大的不同，但工藝性問題是影響小型零件加工質(zhì)量、效率和成本的關(guān)鍵制約因素。

綜上所述，小型化、化己經(jīng)成為機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢，微細(xì)切削是小型機(jī)械零件的主要制造方法，表面質(zhì)量是機(jī)械產(chǎn)品的主要追求目標(biāo)，切削工藝性是零件質(zhì)量、成本、效率的基本。

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