机械加工零件表面的质量控制措施

机械加工零件表面的质量控制措施

张钱行

广西奥顺仪器有限公司 广西梧州 543000

摘要：为了确保进行机械加工时更好地控制工件表面质量，通过实例分析法，结合硬铝合金工件在实际铣削加工过程中不同参数情况下工件表面质量情况，进行分析与研究。结果表明：铣削加工硬铝合金工件的作业过程中，随着切削深度值逐步增大，加工工件的粗糙度也有所增加；设定的径向进给量参数值越小，加工工件的表面粗糙度也会进一步的减小；进给速率参数逐步增加，工件粗糙度相应也会随之增。通过实验得出了不同因素对于工件表面质量影响的规律，为工件加工中具体参数确定提供了参考与依据。

关键词：机械加工；表面质量；粗糙度

引言

在进行机械加工的过程中，进给量参数、轴向切深参数以及切削速度参数对于加工工件的表面质量有着较大影响，尤其是在进行高速切削作业过程中，这些因素对于工件表面质量影响更为显著。而且，在进行工件加工过程中，系统所出现的振动问题同样在一定程度上对加工工件表面质量带来不利影响。系统振动问题的出现主要是由于轴向切削和主轴部件高速转动而形成的，另外，在实际加工作业时在切削力出现改变情况下同样能够导致振动问题出现。在此，结合硬铝合金工件在实际铣削加工过程中不同参数情况下工件表面质量情况加以分析与研究，探讨不同因素对于工件加工表面质量相应影响，为机械加工中工件表面质量控制工作提供有益参考与帮助。

1切削深度参数对表面粗糙度影响及控制

在进行高速铣削加工时，通常是作为精加工流程，所以，在铣削时相应的切削深度值也相对小。若是切削深度值相对较大情况下，便易导致出现相对较大的切削力作用，同时所形成的切削力并非是一个恒定切削力，由于切削力不断发生改变，从而会使得整个切削过程中机床上设备便易发生振动问题，导致加工工件的粗糙度受到极大影响。针对硬铝合金进行铣削加工过程中发现，若是所设定的切削深度值相对大的情况下，比如ap=1mm情况下，此时在铣削加工时便出现相对多火花，同时也会产生更大的噪声，另外，切削作业过程中的振动也会使得刀柄出现振动。针对不同切削深度进行了实验分析，所设定其余切削参数是：进给速度vf=8000mm/min，设定主轴结构对应转速n=2000r/min，径向切削量ae=0.08mm。实验所得具体数据如表1所示。

表1不同切削深度参数下工件表面粗糙度情况

从表中的数据能够看出，针对硬铝合金进行铣削作业过程中，在切削深度值逐步增大情况下，所加工工件的粗糙度同样有所增加，导致这一问题的主要原因为在切削深度逐步增加情况下，所形成切削力同样也会增加，由于切削力在一直发生着改变，从而使得工件加工的表面质量会受到相对较大的影响。由此带来的工件粗糙度影响相对较小，因在工件加工过程中还会受到切削热以及震动等影响，实际进行工件加工过程中应当尽可能确保采用相对较小的切削深度。

2径向进给量参数对表面粗糙度影响及控制

依照相关理论，在进行工件的加工过程中，所设定的径向进给量参数值越小情况下，则相应的立铣刀在工件表面位置所留下的残余高度值便会有所降低，此时便能够确保加工工件的表面粗糙度会进一步的减小。

针对不同的径向切削量进行了实际加工实验，设定其余切削参数：进给速度vf=8000mm/min；主轴结构对应转速n=20000r/min；切削深度ap=0.2mm。实验所得具体数据如表2所示

表2不同切削深度参数下工件表面粗糙度情况

进行铣削加工作业时，所设定的径向切削量参数对于加工工件粗糙度实际情况还和使用刀具直径大小有着直接关联性。若使用的刀具直径固定，设定的径向切削量数值增加情况下，加工工件的粗糙度同样会增加，在实际加工过程中应当依照加工精度不同要求而选用适宜的径向切削量。

3主轴结构转速参数与进给速率参数对表面粗糙度影响及控制

在进行铣削加工过程中，一般情况下铣刀和加工工件之间会存在一定的倾角，角度β值代表了铣刀轴线位置和进给方向之间形成的夹角值，若是所使用的铣刀对应轴线对于进给方向而言其为超前方倾斜情况下，此时夹角β的取值是负值，若是所使用的铣刀对应轴线对于进给方向而言其为超后方倾斜情况下，此时夹角β的取值是正值。其中C方向代表了进给速度对应的方向，K方向代表了径向进给方向，铣刀和加工工件之间的角度β设定为0°和10°，径向切削量ae=0.04mm，切削深度ap=0.2mm。在铣削速率相对大情况下，由于主轴对应的转速也相对大的，此时加工工件的粗糙度可能相应较低，不过这两者间所拥有的关系并非属于正相关关系。另外，在主轴结构的速率值增加到相应数值情况下，由于主轴在相对长周期内进行高速转动，这样会加剧刀具的磨损，会使得刀具使用寿命有所降低。在此次试验过程之中，设定主轴结构对应转速n值为15000r/min、20000r/min与25000r/min。工件所对应的粗糙度数值和主轴速率参数之间所拥有的关联性不会由于夹角的变化而发生相对较大改变。在两者之间的夹角值为10°情况下，不同的主轴结构转速参数对于的粗糙度变化规律情况表现出了相同特征，也就是在进给速率参数逐步增加的情况下，工件粗糙度相应也会随之增加，而且粗糙度在进给速率变化情况下会有相对较大的改变，导致这一现象出现的主要原因是由于在进给速率增加情况下，相应的切削作用力将会增加，这样会使得刀具出现一定的变形，从而使系统发生振动，以至于工件粗糙度受到影响。而在两者之间的夹角值为0°情况下，不同的主轴结构转速参数对于的粗糙度影响的规律变化并不明显，而且，此时进给速率所带来的相应影响同样也较小，特别是在进给速率值在20000r/min与25000r/min情况下，加工工件的粗糙度改变更加小。

4结束语

进给速率参数和主轴转速参数之间存在着一定的交互作用，两者与加工工件粗糙度有着紧密联系，其中进给速率对于加工工件的粗糙度有着相对显著影响，尤其是对于一些精加工作业，进给速率参数会在很大程度上影响到作业效率。提高加工效率，一般会增加进给量参数，但由于加工进度要求，进给量可变动范围也很有限。在实际加工时，要想确保加工效率进一步提升，适当增加进给速率情况下增加主轴的转速，这样才能够保证工件精度能够满足加工要求。所以，在进行工件加工过程中，应当对不同参数条件之下加工工件精度变化对应规律性加以分析，得出适宜实际加工的参数值，从而确保工件加工的精度得以提升。

参考文献：

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