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        中职机械专业的机械加工质量问题

        中职教育是我国职业教育的一个重要促成部分国家对中职教育投入巨大中职教育也逐步被社会认可但就现阶段而言学生在学校的学习状况不可乐观从学校角度出发要不断地提高老师的教学水平增加对教学设备和环境的投入从学生角度出发要激发学生的学习兴趣要用理论指导学生做好实习在理论上教材的选择是关键但往往会出现知识的重复机械制造产品也在国民经济中占很大的比重而零件是构成机械产品的单元保证零件的加工质量就变得至关重要中职机械专业主要培养为制造业生产零件的技术工人中职机械专业教育质量对国民经济的重要性不言而喻中职机械专业的学生在学习机械零件加工理论知识和?#23548;?#25805;作方面无法回避机械零件的加工精度和表面质量下面笔者就机械零件加工精度和表面质量的影响因素及控制措施展开阐述

        一零件加工精度的主要影响因素及控制措施

        在零件加工的过程中需要用刀具切削工件工件的尺寸形状和切削位置的形成是通过刀具和工件之间的相对位置发生变化将要加工的零件安装在夹具或机床上完成这是一个完整的工艺系统整个工艺系统中的误差往往是导致零件加工误差的根本原因主要包括以下几个方面

        1.工艺系统的几何误差

        1加工的原理误差是指使用了相似的?#24230;?#36718;廓或者使用了相近的传动进行加工导致的误差这种加工适合加工精度不高的场合如果想降低这?#27835;?#24046;的发生率应?#31508;实?#25552;高成形刀具的精度或者采用精度高的机床代替2机床的几何误差普通机床的误差一个是主轴转动误差另一个是导轨导向误差和传动链误差在选择机床精度时要选择高于零件要求的加工精度根据成本条件尽可能选择高精度的机床设备要提高机床的精度主轴回转误差主要是控制主轴颈和轴?#24515;?#23380;的圆度误差如果是滚动轴承应进行预紧消除间隙采用措施是提高机床部件主要接触面的接触质量对表面不良的导轨面及基?#27982;?#36827;行刮?#26657;?#22686;加?#23548;?#30340;接触面积还可以在接触面间预加载荷消除他们之间的间隙得以减少误差3工件的装?#24418;?#24046;是工件在定位加工时定位基准上而产生的定位误差夹紧误差是由于夹紧力大小不一等因素造成的设计和制造夹具?#20445;?#20961;影响零件加工精度的尺寸?#21152;?#20005;格控制在加工?#26412;?#21487;能使定位基?#21152;?#35774;计基准统一尽可能用已加工表面作为定位基准使工件安装平稳减小误差采用合理的装夹方法夹具的设计和工件的装?#26657;?#37117;要把工件的加紧变形考虑进去如加工薄壁套?#26448;?#23380;时用开口过渡环装?#26657;?#35774;计夹具?#27604;?#24037;件上的加工部位悬伸尽量短等4普通车刀的制作误差刀具在安装和调整?#27604;?#20026;误差频?#34987;坏段?#24046;使用精度高的刀具使用标准刀具在加工时保证刀具刀尖与工件回转中心等高加工过程中尽可能少安装刀具和少换刀减小误差对于易产生积屑瘤的材料加工应采取措施?#20048;共?#29983;积屑瘤切削速度选择中速增加工件的抽检密度?#20048;?#24037;件超差

        2.工艺系统在各?#33267;?#30340;作用下引起变形从而产生误差

        在加工过程中有各?#33267;?#20363;如切削力和惯性力还有传动力和重力等在这些力的作用下从而破坏刀具和工件的正确位置从而产生误差1切削过程中作用力的位置随着加工而变化从而产生的误差切削加工过程中系统的刚度随切削力作用位置的变化产生变化从而使系统变形的差异零件加工就会?#24418;?#24046;如在车削加工中在两顶尖间加工?#26412;?#36739;大而长度?#38553;?#30340;轴外圆?#20445;?#24037;件刚度好切削力对工件的作用就小工件变形就少这种情况可忽略不计此时系统的总误差取决于机床床头尾架和刀架本身的误差工件产生的误差为圆度误差如两顶尖间加工细长轴?#20445;?#36825;时工件细长刚度小切削力使工件弯曲变形?#23545;?#36229;过机床及其他工艺装备的变形因此这时机床和其他工艺装备的变形可以忽略工件的变形成为了系统的主要变形2毛坯加工余量不同材料内部硬度不均使得切削力变化引起变形切削力大小变化作用在工件上产生不同的切削厚度这?#27835;?#24046;是误差?#20174;场?#24037;件的毛坯从外形看都具有相同的形状但它在材料硬度上?#21152;?#19981;同就算是同一种材料也?#21152;?#19968;些差异毛坯的这些差异在加工时当背吃刀量不断发生变化切削力的大小也相应变化工艺系统也会引起相应的变化零件在加工完成后保留了毛坯相似的形状减少?#20174;?#35823;差措施在加工时走刀?#38382;?#36234;多总的误差越小零件的形状精度越高对于轴类零件则是圆度误差就小系统刚度越好加工精度就会高3由于高速度旋转零部件(含夹具工件和刀具等)会产生离心力而引起加工误差例如重心偏移问题产生离心力切削加工过程中在法线方向的力有大小的变化在这种情况下引起工艺系统的受力变形使得产生误差离心力的作用可引起工艺系统的受力不平衡产生振动产生加工表面质量和同轴度误差采取措施消除不平衡通过平衡实验去除或者增加相应的平衡的重量同时提高机?#19981;?#36716;精度

        3.工艺系统受到温度影响产生的误差

        由于温度大小变化会使工件与刀具相对位置发生变化从而产生加工误差温度的变化分为内部温度和外部温度其中内部温度是由切削热和摩擦产生的而外部的温度是辐射热和环境温度加工中的切削力会产生切削热从而使温度升高刀具跟工件的摩擦也会使温度升高这两者是工艺系统的主要的温度来源所?#26800;?#36825;些使得温度逐渐升高这些温度会向空气中散发使得环境温度升高还会传给刀具工件和机床机床的温度也会升高使得工艺系统的温度升高经过一?#38382;?#38388;温度就会达到一个稳定那?#27425;?#24230;变?#25105;?#23601;会处于一个温度的值这时加工的零件产生的误差是有规律的掌握这个规律从而减少误差所以精密零件的加工应在温度达到稳定时再进行加工可以减少误差还需采取一定的措施降低切削力在加工中采用切削液降低温度隔离其他的热源加?#21487;?#28909;能力控制环境温度

        4.工件内应力所引起的误差

        铸造锻造焊接及热处理等?#38469;?#20110;热加工在此过程中存在着温度的变化零件毛坯在温度作用下热胀冷缩还有传热的时间差使零件毛坯表面的温度与内部的温度不一样伸长和收缩不一致所以就产生了内应力零件的厚薄越不均匀结构越复杂零件内部产生的内应力越大减少内应力引起的误差措施合理设计零件结构应尽可能简化结构使壁厚均匀减小壁厚差增大零件刚度采取时效处理把毛坯或已经粗加工后的零件置于室外利用?#21248;?#30340;温度变化长时间的?#21248;环?#32622;工件的热胀冷缩会使工件内部产生微观变化逐渐消除内应力合理安排工艺工件加工?#20445;?#23558;粗加工和精加工分开先粗后精在不同的工序进?#26657;?#20197;减少对精加工的影响

        二零件加工表面质量的影响因素及控制措施

        1.加工表面层的冷作?#19981;?

        ?#23454;?#30340;冷作?#19981;?#20351;表面硬度提高从而提高零件的耐磨性但冷作?#19981;?#22826;过将使表层组织过度疏松受力后容易产生裂纹甚至是成片剥落一般可采取以下措施选择合理的刀具角度选用较大的刀具前角和后角降低切削力和摩擦并在?#24515;本?#37327;减小刀尖角半径选用合理的切削用量和较高的切削速度选用较小的进给量加工时选择合适的切削液

        2.表面残余应力

        进行材料切削?#20445;?#26500;件外表面受到拉应力加工时表面温度较高内部温度低产生热压缩应力余应力将影响零件精度的稳定性使零件在使用过程中逐步变形而丧失精度降低表面残余应力可采取如下措施改善加工的散热条件降低构件的表面温度合理选择切削用量合理选择刀具采用合理的工艺结构时效法消除残余应力改善冷却方法

        3.零件加工过程中的切削热

        切削会产生温度会使得工件的表面产生温升当温度达到了零件材料金相组织变化的临界温度?#20445;?#37329;相组织会发生转变冷却时表面金相组织将发生变化使零件表面的力学性能发生改变如强度和硬度降低产生应力或者出现微观裂纹在加工中要控制好温度?#23454;?#38477;低切削速度降低温度合理使用切削液

        4.表面粗糙度

        表面粗糙度是加工过程中刀具与零件表面间的摩擦?#34892;?#20998;离时表面层金属的塑性变?#25105;?#21450;工艺系统中的高频振动等形成的降低加工表面粗糙度的措施采用?#23454;?#30340;进给量能够?#34892;?#38477;低加工表面粗糙度在进行塑性较高材?#29616;?#25104;工件的机械加工中首先对工件进行正火处理使零件的塑性降低可以减少零件加工表面的粗糙度合理选用刀具的角度可以?#23454;?#30340;增大前角增加刀具的锋利程度降低切削力使挤压变形和摩?#33391;?#23567;当前角不变后角增大切削刃钝圆半径减小刀具更锋利这时后刀面与已加工表面的摩?#33391;?#23569;就降低了已加工表面的粗糙度增大刀尖的?#19981;?#21322;径?#37096;?#20197;降低已加工表面的粗糙度还应该选用导热性好的刀具以便及时传递切削热降低切削区塑形变形选择合适的切削液可以在刀具和工件之间形成油膜使得工件和刀具之间的摩?#33391;?#23569;带走大量的切削时产生的热量降低切削区域的温度切削液还可以冲掉细小?#34892;E?#20351;刀具有良好的加工环境

        三小结

        中职院校是机械专业人才输出的地方在经济发展的?#29575;?#26399;人才是企业发展的动力在机械零件的加工质量方面要用这些理论去指导学生不论是提高技术工艺还是提升产品质量诸多企业都在改革中前进都离不开技术人才机械零件的加工质量是机械专业的重要内容为以后服务企业打下基础从而提高我国制造业的发展水平促进我国经济发展

        作者:曹永明 单位:江西冶金职业技术学院

          发布时间2019/4/11 8:48:52  阅读人次
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