刘涛论文终稿

论文影响机械加工表面质量的因素及采取的措施申请人：刘涛专业：机械工程及自动化指导教师：王军平日期：2015年7月网络教育学院毕业设计(论文)任务书专业班级1309机械工程及自动化层次本科姓名刘涛学号113091653130487一、毕业设计（论文）题目影响机械加工表面质量的因素及采取的措施二、毕业设计（论文）工作自2015年6月26日起至2015年8月10日止三、毕业设计（论文）基本要求：指导教师：网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书指导教师评语：建议成绩：指导教师签名：年月日答辩小组意见：负责人签名年月日答辩小组成员毕业设计（论文）答辩委员会意见：负责人签名：年月日摘要1论文题目：影响机械加工表面质量的因素及采取的措施学科（专业）：机械加工及自动化申请人：刘涛指导教师：王军平摘要摘要:机械产品的使用性能的提高和使用寿命的增加与组成产品的零件加工质量密切相关，零件的加工质量是保证产品质量的基础，衡量零件加工质量好坏的主要指标有：加工精度与表面粗糙度。随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。随着机械加工制造业在社会上的地位越来越高，对机械产品表面质量的要求也越来越高。提高机械零件表面质量是提升机械产品使用性能和使用寿命的基础，因此有效的提高机械零件的表面质量是一个亟需研究的课题。关键词：机械加工；表面质量；影响因素；改进措施论文类型：理论研究目录2目录前言…………………………………………………………………………………41.影响机械加工表面质量的因素…………………………………………………41.1耐磨性对表面质量的影响……………………………………………………41.2疲劳强度对表面质量的影响…………………………………………………41.3耐蚀性对表面质量的影响……………………………………………………42．影响加工表面粗糙度的工艺因素及控制措施…………………………………52.1切削加工………………………………………………………………………52.1.1刀具的几何参数、材料和刃磨质量…………………………………52.1.2切削条件………………………………………………………………62.2磨削加工……………………………………………………………………62.2.1砂轮……………………………………………………………………62.2.2磨削用量………………………………………………………………62.3减小机械加工表面粗糙度的加工方法……………………………………62.3.1超精密切削……………………………………………………………62.3.2超精加工………………………………………………………………72.3.3珩磨……………………………………………………………………72.3.4研磨……………………………………………………………………72.3.5抛光……………………………………………………………………83.影响加工表面层物理机械性能的因素………………………………………83.1影响零件表面层物理力学性能的工艺因素及控制措施…………………83.1.1.表面层的加工硬化……………………………………………………83.1.2.表面残余应力…………………………………………………………93.1.3.表面层的金相组织变化——磨削烧伤………………………………93.2影响磨削烧伤的因素……………………………………………………93.2.1磨削用量………………………………………………………………93.2.2砂轮特性………………………………………………………………10西安交通大学网络教育学院论文33.2.3冷却方法………………………………………………………………104.影响机械加工精度的主要因素…………………………………………………114.1加工原理误差…………………………………………………………………114.2机床几何误差及磨损其对加工精度的影响…………………………………114.3刀具、夹具的制造误差及磨损………………………………………………114.4工艺系统受力变形引起的误差………………………………………………114.5工艺系统受热变形引起的误差……………………………………………125.机械加工表面质量对零件使用性能的影响……………………………………125.1表面质量对耐磨性的影响…………………………………………………135.2表面质量对零件抗腐蚀性能的影响………………………………………135.3表面质量对零件疲劳强度的影响…………………………………………135.4表面质量对配合性质的影响………………………………………………136．提高机械加工精度的途径……………………………………………………136.1减少原始误差………………………………………………………………146.2补偿原始误差………………………………………………………………146.3转移原始误差………………………………………………………………146.4均分原始误差………………………………………………………………156.5均化原始误差…………………………………………………………………156.6就地加工法……………………………………………………………………157．提高机械加工工件表面质量的措施………………………………………………157.1制定合理的工艺规程…………………………………………………………167.2合理的选择切削参数…………………………………………………………167.3合理的选择切削液……………………………………………………………167.4工件主要工作表面最终工序加工方法………………………………………168．结论…………………………………………………………………………………179．致谢…………………………………………………………………………………1810．参考文献……………………………………………………………………………19西安交通大学网络教育学院论文4前言机器由机械零件装配而成，机器的失效是个别零件的失效造成的，其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能。而研究与生产实践表明，零件的失效大都从表面开始，零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺。因次，改善表面质量、提高产品使用性能具有重要的意义。第1章.影响机械加工表面质量的因素1.1耐磨性对表面质量的影响零件磨损一般可分为三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说表面粗糙度值愈小，其磨损性愈好。但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一个最佳值，其值与零件的工作情况有关，工作载荷加大时，初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值也加大。1.2疲劳强度对表面质量的影响在交变载荷作用，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳纹。表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈大，抗疲劳破坏的能力就愈差。残余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏;而表面层残余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生。1.3耐蚀性对表面质量的影响零件在潮湿的空气或有腐蚀性的介质中工作时，常会发生化学腐蚀或电化学腐蚀。化学腐蚀，是由于在粗糙表面的凹谷处容易积聚腐蚀性介质而发生化学反应；电化学腐蚀，是由于不同金属材料的零件表面相接触时，在表面的波峰处产生电化学作用而被腐蚀掉。因此，减小表面粗糙度值可以提高零件的耐腐蚀性零件在应力状态下工作时．会产生应力腐蚀。表面冷作硬化或产生金相组织变化时，往往都会引起表面残余西安交通大学网络教育学院论文5应力，因而会降低沙子烘干机设备零件的耐腐蚀性。第2章.影响加工表面粗糙度的工艺因素及采取的措施2.1切削加工2.1.1.刀具的几何参数、材料和刃磨质量在切削加工中，影响加工表面粗糙度的影响因素有加工刀具的几何参数、刀具的材料以及切削的条件。在刀具的几何参数中，主要是刀具的主偏角、副偏角和刀尖圆弧半径对零件加工表面粗糙度影响较大。主偏角指刀具的主切削刃与刀具进给方向的夹角，副偏角指刀具的副切削刃与刀具进给反方向的夹角。如图1所示，kre为刀具的主偏角，k‘re为刀具的副偏角。在刀具的材料方面，金刚石的切削效果好于硬质合金，而硬质合金的切削效果好于高速钢刀具。在切削条件方面，应该选择适当的切削速度，进给速度小可以适当的减小零件加工表面粗糙度；合理使用切削液可以冷却、润滑被加工工件，降低切削时的温度，有效减小表面粗糙度。图2.1主切削刃与副切削刃示意图2.1.2切削条件与切削条件有关的工艺因素，包括切削用量、冷却润滑情况。中、低速加工塑性材料时，容易产生积屑瘤和鳞刺，所以，提高切削速度，减少积屑瘤和鳞刺，减小零西安交通大学网络教育学院论文6件已加工表面粗糙度值；对于脆性材料，一般不会形成积屑瘤和鳞刺，所以，切削速度对表面粗糙度基本上无影响。进给速度增大，塑性变形也增大，表面粗糙度值增大，所以，减小进给速度可以减小表面粗糙度值，但是，进给量减小到一定值时，粗糙度值不会明显下降。正常切削条件下，切削深度对表面粗糙度影响不大，因此，机械加工时不能选用过小的切削深度。合理选用切削液，对工件起到冷却、润滑作用，减少被加工材料的变形和摩擦，降低切削区温度，抑制积屑瘤和鳞刺的生成，是减少表面粗糙度值有效途径。2.2磨削加工2.2.1砂轮1）粒度磨粒越细，单位面积上的磨粒数越多，刻划沟痕越细密，表面粗糙度越小。但磨粒过细，砂轮易堵塞，磨削性能下降，磨削力和磨削温度下降，反而增大表面粗糙度，甚至出现烧伤现象。2）硬度砂轮的硬度要适中，太软，磨粒易脱落，使粗糙度增加；太硬，磨钝了的磨粒又不易脱落，堵塞砂轮，增加工件材料的塑性变形，也会使工件表面变粗糙。3）砂轮修整砂轮磨钝后必须进行认真修整，目的是使砂轮具有正确的几何形状和锐利刀刃。砂轮修整的质量越好，砂轮的表面磨粒的等高性越好，磨削出表面粗糙度值越小。2.2.2磨削用量1）砂轮转速提高砂轮转速，可以减小表面粗糙度。2）工件转速增大工件转速，塑性变形增加，表面粗糙度值也增加。3）工件材料若工件的材料硬度太高，磨粒易磨钝，不易提高表面质量；若工件材料的塑性、韧性较大，变形大，易堵塞砂轮，也得不到较小表面粗糙度值。2.3减小机械加工表面粗糙度的加工方法2.3.1超精密切削超精密切削是指加工精度高于亚微米（0.1um）级，表面粗糙度值Ra在0.025um以下的切削加工方法。单晶金刚石车刀是目前应用最广泛的超精密切削刀具材料，常用来加工铜、铝或其它有色金属材料，获得超精密表面。2.3.2超精加工西安交通大学网络教育学院论文7超精加工是一种由切削过程过渡到摩擦抛光过程的加工方法，能获得较高加工表面粗糙度（Ra=0.01~0.1um）。目前，超精加工广泛用于曲轴、凸轮轴、刀具、轴承、精密量仪及电子仪器等精密零件,如图2.2所示为超精加工原理示意图。图2.2超精加工原理图2.3.3珩磨珩磨是利用珩磨工具（细粒度油石或油条）对工件表面施加一定的压力，同时作相对旋转和往复直线运动，切削工件上极小余量精加工方法。目前广泛应用于中小批生产中孔的精加工，加工孔的范围很大，直径从几毫米到1米，长度从10毫米到20米，珩磨后的工件表面粗糙度值控制在0.025~0.2mm之间，圆度和圆柱度在0.003~0.005mm之间。2.3.4研磨研磨是用研磨工具（研棒或研套）和研磨剂从工件表面上研去一层极薄金属的精加工方法，能获得很高表面质量和加工精度。研磨后的工件尺寸和形状误差可达0.1~0.3mm,表面粗糙度Ra可以达到0.01~0.04mm，其加工原理如下图所示。图2.3研磨加工原理图西安交通大学网络教育学院论文82.3.5抛