機(jī)械制造論文

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1、邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工論文 提高和保障以加工表面質(zhì)量的措施 院系名稱：機(jī)電工程系 專業(yè)班級(jí)：機(jī)電一體化2009-2 學(xué)生姓名：趙立猛 學(xué) 號(hào)：29 2011年6月5日 指導(dǎo)教師： 內(nèi)容摘要：在機(jī)械加工中，很多因素影響工件表面質(zhì)量，如何使工件表面質(zhì)量達(dá)到要求，提高和保障以加工表面的質(zhì)量措施。 關(guān)鍵詞：切削液，機(jī)械瘤，主偏角，負(fù)偏角， Abstract: In machining, many factors affect the surface qualit

2、y, how to make the workpiece surface quality requirements, improve and protect the surface of processing Keywords: cutting fluid, mechanical tumor, the main angle, the negative angle 合理的使用切削液，可以改善切削條件，減少刀具磨損，提高以加工表面質(zhì)量，這也是提高技術(shù)切削效益的有效途徑之一。 切削液的作用 一切削液的合理選擇 1冷卻作用， 切削液澆筑到切削區(qū)域后，通過(guò)切削液的

3、傳導(dǎo),對(duì)流和氣化，一方面是切屑，刀具與工件表面摩擦減小，使熱量減?。涣硪环矫鎸㈤L(zhǎng)生的熱量帶走，使切削溫度降低，請(qǐng)冷卻作用。 2潤(rùn)滑作用 切削液的潤(rùn)滑作用是通過(guò)切削液滲透到刀具與切屑，工件表面之間，形成潤(rùn)滑性能較好的油膜而實(shí)現(xiàn)的。 3清洗與防銹作用 切削液的清洗作用是清除粘附在機(jī)床刀具和夾具上的細(xì)碎切屑和磨粒細(xì)粉，以防止劃傷以加工表面和機(jī)床的導(dǎo)軌并減小刀具磨損。清洗作用的效果取決于切削液的油性，流動(dòng)性和使用壓力。在切削液中加入防銹添加劑后，能在金屬表面形成保護(hù)膜，使機(jī)床刀具和工件不受周圍介質(zhì)的腐蝕，請(qǐng)防銹作用。 二 切削液的種類 1水溶性切削液 水溶性切削液主要有水溶液乳化液和化

4、學(xué)合成液三種。 （1） 水溶液 水溶液是以水為主要成分并加入防銹添加劑的切削液。由于水的熱導(dǎo)系數(shù)比熱容和汽化熱較大，因此，水溶液主要起冷卻作用。由于其潤(rùn)滑性能較差，所以主要用于粗加工和普加工中。 （2） 乳化液 乳化液是乳化油加90%-98%水稀釋而成的一種切削液，乳化油有礦物油乳化劑配制而成。乳化劑可以使礦物油與水乳化形成穩(wěn)定的切削液。 （3） 化學(xué)合成液 化學(xué)合成液是由水，各種表面活性劑和化學(xué)添加劑組成，具有良好的冷卻潤(rùn)滑清洗和防銹性能。合成液中不含油，可節(jié)省能源。 2油溶性切削液 （1） 切削油是以礦物油為主要成分并加入一定的添加劑而構(gòu)成的切削液。用于切削油的礦物油主要包

5、括機(jī)油柴油和煤油等，切削油主要起潤(rùn)滑作用。 （2） 極壓切削油 切削油中加入硫磷等添加劑后，能顯著提高潤(rùn)滑效果和冷卻作用，尤以硫化油應(yīng)用較廣泛。 3固體潤(rùn)滑劑 常用的固體潤(rùn)滑劑是二硫化鉬，形成的潤(rùn)滑膜有極小的摩擦因數(shù)，耐高溫耐高壓，切削時(shí)可涂抹在刀具上，也可添加在切削液中。 三 切削液的合理選用 切削液應(yīng)根據(jù)工件材料，刀具材料，加工方法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行合理選用。 高速鋼刀具耐磨性差，需采用用切削液。通常粗加工時(shí)，主要以冷卻為主，同時(shí)也希望能減少切削力和降低功率消耗，可采用3%-5%的乳化液；精加工時(shí)，主要目的是改善加工表面質(zhì)量，降低刀具磨損，減少機(jī)械流，可采用15%-2

6、9%的乳化液。 硬質(zhì)合金刀具耐磨性高，一般不用切削液。若要使用切削液，則必須連續(xù)充分地供應(yīng)，否則，因聚冷聚熱產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將導(dǎo)致刀片產(chǎn)生裂紋。 切切削鑄鐵因形成蹦碎狀切屑，一般不用切削液。 切削銅合金等有色金屬時(shí)，一般不用含硫的切削液，以免腐蝕工件表面。切削鋁合金一般不用切削液，但在鉸孔和螺紋時(shí)，常加5:1的煤油與機(jī)油的混合液或輕柴油，要求不高時(shí)，也可以用乳化液。 1切削速度v 加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)積屑和鱗刺的影響非常顯著。切削速度較低易產(chǎn)生鱗刺，低速至中速易形成積屑，粗糙度也大。避開(kāi)這個(gè)速度區(qū)域，表面粗糙度值會(huì)減小。加工脆性材料時(shí)，因?yàn)橐话悴粫?huì)形成積屑和鱗刺，所以切削速度對(duì)表

7、面粗糙度基本無(wú)影響。 由此可見(jiàn)，用較高的切削速度，既可提高生產(chǎn)率，同時(shí)又可使加工表面粗糙度較小。所以最重要的是發(fā)展各種新刀具材料和相應(yīng)的新刀具結(jié)構(gòu)，以便有可能采用更高的切削速度。 2進(jìn)給量f 從幾何因素中可知，減小進(jìn)給量f可以降低殘留面積的高度。同時(shí)也可以降低積屑瘤和鱗刺的高度，因而減小進(jìn)給量可以使表面粗糙度值減小。但進(jìn)給量減小到一定值時(shí)，再減小，塑性變形要占主導(dǎo)地位，粗糙度值不會(huì)明顯下降。當(dāng)進(jìn)給量更小時(shí)，由于塑性變形程度增加，粗糙度反而會(huì)有所上升。 3切削深度ap 一般來(lái)說(shuō)，切削深度對(duì)加工表面粗糙度的影響是不明顯的，在實(shí)際工作中可以忽略不計(jì)。但當(dāng)ap<0.02～0.03mm時(shí)，由于

8、刀刃不是絕對(duì)尖銳而是有一定的圓弧半徑，這時(shí)正常切削就不能進(jìn)行，常擠壓滑過(guò)加工表面而切不下切屑而將在加工表面上引起附加的塑性變形，從而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能選用過(guò)小的切削深度。但過(guò)大的切削深度也會(huì)因切削力、切削熱劇增而影響加工精度和表面質(zhì)量。 切削用量三要素 1切削速度v 加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)積屑和鱗刺的影響非常顯著。切削速度較低易產(chǎn)生鱗刺，低速至中速易形成積屑，粗糙度也大。避開(kāi)這個(gè)速度區(qū)域，表面粗糙度值會(huì)減小。加工脆性材料時(shí)，因?yàn)橐话悴粫?huì)形成積屑和鱗刺，所以切削速度對(duì)表面粗糙度基本無(wú)影響。 由此可見(jiàn)，用較高的切削速度，既可提高生產(chǎn)率，同時(shí)又可使加工表面粗糙度較小。

9、所以最重要的是發(fā)展各種新刀具材料和相應(yīng)的新刀具結(jié)構(gòu)，以便有可能采用更高的切削速度。 2進(jìn)給量f 從幾何因素中可知，減小進(jìn)給量f可以降低殘留面積的高度。同時(shí)也可以降低積屑瘤和鱗刺的高度，因而減小進(jìn)給量可以使表面粗糙度值減小。但進(jìn)給量減小到一定值時(shí)，再減小，塑性變形要占主導(dǎo)地位，粗糙度值不會(huì)明顯下降。當(dāng)進(jìn)給量更小時(shí)，由于塑性變形程度增加，粗糙度反而會(huì)有所上升。 3吃刀深度ap 一般來(lái)說(shuō)，吃刀深度對(duì)加工表面粗糙度的影響是不明顯的，在實(shí)際工作中可以忽略不計(jì)。但當(dāng)ap<0.02～0.03mm時(shí)，由于刀刃不是絕對(duì)尖銳而是有一定的圓弧半徑，這時(shí)正常切削就不能進(jìn)行，常擠壓滑過(guò)加工表面而切不下切屑而將在

10、加工表面上引起附加的塑性變形，從而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能選用過(guò)小的切削深度。但過(guò)大的切削深度也會(huì)因切削力、切削熱劇增而影響加工精度和表面質(zhì)量。 積屑瘤的形成 　　在加工過(guò)程中，由于工件材料是被擠裂的，因此切屑對(duì)刀具的前面產(chǎn)生有很大的壓力，并摩擦生成大量的切削熱。在這種高溫高壓下，與刀具前面接觸的那一部分切屑由于摩擦力的影響，流動(dòng)速度相對(duì)減慢，形成“滯留層”。當(dāng)摩擦力一旦大于材料內(nèi)部晶格之間的結(jié)合力時(shí)，“滯流層”中的一些材料就會(huì)粘附在刀具*近刀尖的前面上，形成積屑瘤。 2、積屑瘤的作用 　　優(yōu)點(diǎn)：積屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃進(jìn)行切削，提高了刀刃的耐磨性；同

11、時(shí)積屑瘤的存在使得刀具的實(shí)際前角變大，刀具變得較鋒利。 　　缺點(diǎn)：積屑瘤的存在，在實(shí)際上是一個(gè)形成、脫落、再形成、再脫落的過(guò)程，（1）部分脫落的積屑瘤會(huì)粘附在工件表面上，（2）而刀具刀尖的實(shí)際位置也會(huì)隨著積屑瘤的變化而改變，（3）同時(shí)，由于積屑瘤很難形成較鋒利的刀刃，在加工中會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)。所以這樣加工后所得到的工件表面質(zhì)量和尺寸精度都會(huì)受到影響。 3、積屑瘤的控制 　?。?）材料的性質(zhì) 材料的塑性越好，產(chǎn)生積屑瘤的可能性越大。因此對(duì)于中、低碳鋼以及一些有色金屬在精加工前應(yīng)對(duì)于它們進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，如正火或調(diào)質(zhì)等，以提高材料的硬度、降低材料的塑性。 　?。?）切削速度 當(dāng)加工中

12、出現(xiàn)不想要的積屑瘤時(shí)，可提高或降低切削速度，亦可以消除積屑瘤。但要與刀具的材料、角度以及工件的形狀相適應(yīng)。 （3）冷卻潤(rùn)滑 冷卻液的加入一般可消除積屑瘤的出現(xiàn)，而在冷卻液中加入潤(rùn)滑成分則效果更好 1．前角的選擇 前角是刀具上最重要的角度之一，增大前角，切削刃鋒利，切削變形小，切削力小，切削輕快，切削溫度低，刀具磨損小和加工表面質(zhì)量高，但過(guò)大前角刀頭強(qiáng)度降低，切削溫度高，刀具磨損加劇，刀具耐用度低。 從正反兩方面考慮，前角有一個(gè)最佳數(shù)值。 選擇前角的原則是保證加工質(zhì)量和足夠的刀具耐磨度的前提，應(yīng)盡量選取大的前角，具體選擇時(shí)要考慮的因素有： （1）根據(jù)工件

13、材料選擇：加工塑性金屬材料前角較大；加工脆性材料時(shí)前角較小。材料的強(qiáng)度、硬度越高，前角越小。 （2）根據(jù)刀具材料選擇，高速鋼刀具抗彎強(qiáng)度好，抗沖擊韌性高，可選較大前角；硬度合金材料抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，故前角較小。陶瓷刀具材料前角應(yīng)更小。 （3）根據(jù)加工要求選擇。粗加工時(shí)選擇較小前角，精加工時(shí)前角應(yīng)大些，加工成型表面的刀具，前角應(yīng)小些以減少刀具的刃形誤差。 2．后角的選擇 增大后角，可減少后面與切削表面間摩擦，減小切削刃鈍圓弧半徑，可提高表面質(zhì)量。但同時(shí)使刀具強(qiáng)度降低，散熱條件變差。 選擇前角的原則是保證加工質(zhì)量和足夠的刀具耐磨度的前提，應(yīng)盡量選取大的前角

14、 選擇后角的原則是在不產(chǎn)生較大摩擦的條件下，應(yīng)適當(dāng)減小后角。 在加工工藝系統(tǒng)剛性滿足的條件下，應(yīng)選較小主偏角. 副偏角選擇的原則是，在不影響摩擦和振動(dòng)的條件下應(yīng)選擇較小副偏角 （1）根據(jù)加工精度選擇 精加工時(shí)為保證加工質(zhì)量，后角取較大8～12，粗加工時(shí)，要提高刀具強(qiáng)度，后角應(yīng)取較小6～8。 （2）根據(jù)加工材料 加工塑性材料，已加工表面的彈性恢復(fù)大，后角應(yīng)取大值。加工脆性材料后角取小值。 3．主、副偏角的選擇 減小主、副偏角，刀頭強(qiáng)度增高，散熱條件好，加工表面粗糙度小，但背向力增大，易使工件或刀桿發(fā)生變形，引起工藝系統(tǒng)振動(dòng)。減小主偏角使得

15、切削厚度和切屑厚度減小而導(dǎo)致斷屑效果差。 因此，在加工工藝系統(tǒng)剛性滿足的條件下，應(yīng)選較小主偏角；加工高強(qiáng)度、高硬度材料時(shí)為提高刀具強(qiáng)度壽命，應(yīng)選較小主偏角，在出現(xiàn)帶狀切屑時(shí)，應(yīng)考慮加大主偏角。 副偏角大小主要影響已加工表面粗糙度，選擇的原則是，在不影響摩擦和振動(dòng)的條件下應(yīng)選擇較小副偏角。 4．刃傾角的選擇 刃傾角可控制切屑流向：當(dāng)＞0時(shí)，切屑流向待加工表面；＜0時(shí)切屑流向已加工表面；=0切屑沿主剖面方向流出。 增大可增加實(shí)際工作前角和刃口鋒利程度，可提高加工質(zhì)量。選用負(fù)刃傾角，可提高刀具強(qiáng)度，改變刀刃受力方向，提高刀刃抗沖擊能力，但過(guò)大負(fù)刃傾角會(huì)使背向力增

16、大。 結(jié)論 切削力 是指在切屑過(guò)程中產(chǎn)生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的講：在切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削時(shí)產(chǎn)生的阻力。 工件的表面質(zhì)量與其使用性能密切相關(guān)，工件的使用性能是以保證機(jī)器正常工作為前提的設(shè)計(jì)要求，因此在加工工件過(guò)程中，我們還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益等多方面考慮。才能既保證工件的技工質(zhì)量又避免增大零件的制造成本。 致 謝 本論文在耿老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成，從課題選擇到具體的寫(xiě)作過(guò)程，都凝聚著馬老師的心血和汗水，在此向耿老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 同時(shí)，在論文寫(xiě)作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書(shū)籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 參 考 文 獻(xiàn) 1 王茂元。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2 2 徐灝。 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第一冊(cè))[M]。機(jī)械工業(yè)出版社,1998