機(jī)械加工中問(wèn)題以及解決舉措

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大千世界,林林總總的機(jī)械制造產(chǎn)品對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出了越來(lái)越高的要求,而如何尋求最佳的途徑去制造所需產(chǎn)品是當(dāng)前擺在機(jī)械制造業(yè)面前的重要任務(wù)。任何機(jī)械設(shè)備都是由相應(yīng)的若干個(gè)零件組成,而制造機(jī)械零件需要經(jīng)過(guò)一系列的加工工藝過(guò)程,如毛坯的制造、機(jī)械加工、熱處理等。機(jī)械加工的目的是獲得一定的表面幾何形狀,并具有一定的幾何精度,有時(shí)還必須保證加工后的表面(或表面層)滿足一定的力學(xué)、光學(xué)、組織、成分等物理方面的要求。

機(jī)械產(chǎn)品某一零件的制造方法絕不像“自古華山一條道”是唯一的,而是我們應(yīng)該如何去選擇及組合不同的加工方法,以達(dá)到降低成本、提高生產(chǎn)效率的效果。以簡(jiǎn)單的平面加工為例,它可以采取刨、銑、磨、車(chē)等方法。到底要采用哪種方法加工,需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床設(shè)備情況、工件的質(zhì)量要求及功效高低等來(lái)分析、比較決定。

一、車(chē)削加工

(一)車(chē)削加工時(shí)不宜形成擠裂或單元切屑。車(chē)削加工時(shí),如果形成擠裂切屑,在加工表面上會(huì)留下擠裂痕跡,加工表面粗糙度值大,切削力波動(dòng)也大。如果形成單元切屑,則表明在切屑剪切面上的應(yīng)力超過(guò)了材料的強(qiáng)度極限。裂紋貫穿了整個(gè)切屑厚度,形成了一個(gè)個(gè)梯形單元切屑。切削力的波動(dòng)更大,加工表面的粗糙度值也更大。如果形成崩碎切屑,表明切削層材料未經(jīng)塑性變形就產(chǎn)生脆性崩裂,形成不規(guī)則的碎塊狀切屑,切削力波動(dòng)很大,并且集中在切削刃上,容易損壞刀具。

在加工過(guò)程中可以通過(guò)觀察切屑形態(tài)來(lái)判斷切削條件是否合適。同時(shí)在加工塑性材料時(shí),如果出現(xiàn)擠裂或單元切屑,則可用改變刀具幾何角度、切削用量等方法,使切屑轉(zhuǎn)化成帶狀切屑。

(二)精車(chē)時(shí)不允許存在積屑瘤。積屑瘤會(huì)使工件表面粗糙度值增大,這是精車(chē)工件時(shí)所不允許的。可以采取的措施:

1.控制加工時(shí)的速度,使用很低或很高的切削速度,避開(kāi)產(chǎn)生積屑瘤的速度范圍。2.適當(dāng)加大刀具前角、減小進(jìn)給量、提高刀具表面刃磨質(zhì)量、選用潤(rùn)滑性能良好的切削液等。3.材料塑性太大的工件,切削時(shí)塑性變形大,容易產(chǎn)生積屑瘤。因此,加工前可將材料進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理,以提高硬度、降低塑性,以抑制積屑瘤的產(chǎn)生。

二、銑削加工

(一)工件平面度超差問(wèn)題。原因是銑削中工件變形,工件在夾緊中產(chǎn)生變形和銑刀軸線與工件不垂直等。因此,要合理選擇切削用量;增加輔助支承,提高工件剛度;減小夾緊力,精銑前放松工件后再加緊;并注意定位基面是否有毛刺、雜物,是否接觸良好;校準(zhǔn)銑刀軸線與工件平,面的垂直度,避免工件表面銑削時(shí)下凹,保持平面度符合要求。

(二)垂直度超差問(wèn)題。用立銑刀銑側(cè)面時(shí),銑刀直徑偏小,或振動(dòng)、擺動(dòng),三面刃銑刀垂直于軸線進(jìn)給銑側(cè)面時(shí)刀桿剛度不足,都會(huì)引起垂直度超差。因此,應(yīng)選直徑較大的立銑刀,適當(dāng)減小三面刃銑刀直徑,增大刀桿直徑,適當(dāng)降低進(jìn)給量或提高銑削速度,檢查并消除銑刀安裝中可能產(chǎn)生的歪斜。

(三)工件的尺寸超差問(wèn)題。立銑刀、鍵槽銑刀、三面刃銑刀等刀具本身的擺動(dòng)會(huì)造成尺寸的超差。檢查銑刀刃磨質(zhì)量,及時(shí)更換已磨損的刀具;檢查銑刀安裝后的擺動(dòng)是否在精度容許的范圍內(nèi),檢查銑刀刀桿是否彎曲,檢查銑刀與刀桿套筒接觸面之間是否有毛刺、異物,銑刀端面與刀桿軸線是否垂直等。

(四)銑削速度。1.粗銑時(shí),切削負(fù)載大,銑削速度應(yīng)取較小值。精選時(shí),為降低表面粗糙度值,銑削速度應(yīng)取較大值。2.采用機(jī)夾式銑刀或不重磨式銑刀銑削加工時(shí),銑削速度可取較大值。3.在銑削過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)銑刀壽命較低時(shí),應(yīng)盡量減小銑削速度。4.先到結(jié)構(gòu)及幾何角度改進(jìn)后,銑削速度可以容許適當(dāng)增加。

三、磨削加工

由于高速、微小,反復(fù)切削的結(jié)果,在磨削區(qū)域產(chǎn)生極高的溫度。被磨削表面的極表層會(huì)因高溫而產(chǎn)生許多不良的影響,最常見(jiàn)的是經(jīng)磨削的表層金相組織發(fā)生變化,產(chǎn)生殘余應(yīng)力,更嚴(yán)重的是產(chǎn)生磨削燒傷或裂紋等,因此在磨削中關(guān)鍵是如何防止因熱引起的各種問(wèn)題。磨削加工的特性是磨屑量少,砂輪又是熱的不良導(dǎo)體,所以,大部分磨削熱傳入工件。通過(guò)實(shí)踐得知,傳入工件的約85%,傳入切屑的約15%。為防止升溫,應(yīng)采取下列措施:(1)大量使用冷卻能力強(qiáng)的冷卻液;(2)盡量使用大粒度砂輪;(3)降低砂輪速度;(4)減小磨削深度;(5)增大進(jìn)給量;(6)及時(shí)修整表面變鈍、氣孔被堵塞的砂輪。以上條件的選擇與精度的提高會(huì)產(chǎn)生矛盾,在磨削加工時(shí)必須謹(jǐn)慎。

四、機(jī)械加工中的測(cè)量誤差

(一)系統(tǒng)測(cè)量誤差。指在相同的測(cè)量條件下總是以相等大小出現(xiàn)的測(cè)量誤差。是可以把握的一種誤差,例如在車(chē)削或磨削加工的自動(dòng)測(cè)量中所產(chǎn)生的溫度誤差總是一個(gè)恒定的值。這樣一種誤差可以經(jīng)過(guò)計(jì)算從測(cè)量結(jié)果中消除掉。

(二)隨即測(cè)量誤差。這種誤差大小不一、無(wú)法消除,要反復(fù)進(jìn)行測(cè)量求平均值,從而減小誤差。

(三)造成誤差的原因。1.溫度影響。由于熱脹冷縮,物體在不同溫度下的長(zhǎng)度不同。因此,測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的溫度規(guī)定為+20℃。對(duì)于鋼制工件來(lái)說(shuō),大多數(shù)情況下量具與工件的溫度相等就夠了。2.由視差引起讀數(shù)誤差。當(dāng)量具的刻線與工件不在一個(gè)平面內(nèi)時(shí),從側(cè)面觀察就能引起判讀誤差。讀數(shù)時(shí)眼睛一定要平視。3.由于用力不當(dāng)產(chǎn)生的誤差。量具的測(cè)量表面以一個(gè)測(cè)量力抵住工件。如果用力過(guò)大,量具可能變彎,接觸部位可能壓扁。在精密量?jī)x中測(cè)量力多半靠一定彈簧可靠的保持為一個(gè)始終不變的值。4.位置誤差。量具的測(cè)量表面斜對(duì)著工件表面,或工件歪放在量具內(nèi)時(shí),將產(chǎn)生相當(dāng)大的誤差。

機(jī)械加工技術(shù)還在不斷的發(fā)展,新的加工方法不斷的涌現(xiàn),從而在效率、精度、成本等諸多方面拓展了人類(lèi)開(kāi)發(fā)和制造新產(chǎn)品的能力。機(jī)械加工中的問(wèn)題還會(huì)不斷的被發(fā)現(xiàn)并取得更好的解決。