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无锡金属加工_降低金属加工工件表面粗糙度的方法有哪些
2018-11-30 10:20:44
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折弯加工

表面粗糙度是金属工艺中衡量工件质量标准的重要指标,是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度,它属于微观几何形状误差。由于工艺方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别,表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。下面简单介绍下影响工件表面质量的因素有哪些:

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一、表面粗糙度对工件的影响
1、影响工件的耐磨性。表面越粗糙配合表面间的有效接触面积越小,压强越大摩擦阻力越大,磨损就越快。
2、影响工件配合的稳定性。对间隙配合来说,表面越粗糙就越易磨损,使工作过程中间隙逐渐增大;对过盈配合来说,由于装配时将微观凸峰挤平,减小了实际有效过盈降低了连接强度。
3、影响工件疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷,它们像尖角缺口和裂纹一样,对应力集中很敏感,从而影响零件的疲劳强度。
4、影响工件耐腐蚀性。粗糙的零件表面易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层,造成表面腐蚀。
5、影响工件密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合,气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
6、影响工件接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下抵抗接触变形的能力,机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
7、影响工件测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度,尤其是在精密测量时更容易产生误差。
二、表面粗糙度产生的原因和解决方法
1、切削力和切削热
切削加工是机械零件加工中的一道重要工序,是机械零件加工的一种主要的加工方法,而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。在切削加工中,加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。
机械零件在切削加工过程中,会产生残余应力,表面层硬度也会发生改变,甚至改变金属材料的金相组织。在切削热和切削力的作用下,在切削的过程中,机械零件的表面层形态发生变形,进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面,零件变形的阻力加大,改变零件的物理机械性能。
零件和刀具的相对高速运动中,会产生大量的切削热。零件表面层材料的温度如果超过特定的界限,金属零件表层的硬度和强度将会降低,零件表面层材料的金相组织也会受到影响,在表层产生一定的残余应力,零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。
2、原始误差的影响
理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值,就是所说的原始误差,它是在机械零件的加工过程中产生的。分析其形成的原因可知,机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。
机械加工的表面质量,在很大程度上受到原始误差的影响。另外,机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响,测量仪器也会造成一定影响。原始误差主要包括两个方面,即调整误差和原理误差。
调整误差其产生原因是在加工过程中调整加工设备、工件、刀具而形成的。而原理误差则是由于采用了相似轮廓刀具或相似成形运动而造成的。在机械加工的过程中,应采取有效的措施降低原始误差,提升机械零件加工的表面质量,从而延长机械零件的使用寿命,进一步提高产品的性能。
3、残余应力及热塑性变形
机械零件在切削力的作用下,发生表层的塑性变形,内部金属和表层金属之间在表面出现离层的状态,导致相对的作用力产生于零件表层内部和外部间。
另外,在机械加工过程中会产生大量的切削热,内外层金属比容存在很大差异,在金属密度上也显著不同,这些都导致残余应力的出现。零件加工表面质量受到最终工序产生的残余应力的影响很大,同时还会对零件的使用性能造成一定影响。
在机械加工过程中,零件表面层在切削热的作用下,会出现较大的热压缩应力,这是零件基体和表面层之间的温度差造成的,进而导致热塑性变形,影响零件的机械加工表面质量。
以上就是金属加工中影响工件表面粗糙度的一些主要因素,合理安排工艺有助于提高工件精度。

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