机械加工表面质量管理中的不足及控制策略

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年3月7期   作者:潘凯 陈龙 李司平
[导读] 随着现代机械技术在我国的飞速发展,各种智能化设备和自动化机械逐渐成为人们生产、生活的工具,
        潘凯 陈龙 李司平
        中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111
        摘要:随着现代机械技术在我国的飞速发展,各种智能化设备和自动化机械逐渐成为人们生产、生活的工具,这样一来,机械零件长期处于一种高温、高压的制造环境中。所以,现阶段各种行业对于机械零件加工质量也逐渐提出高要求,零件一旦出现质量问题,必定会导致生产机械工作性能的低下。在机械加工企业对于零件操作过程,耐蚀性是判断机械加工表面零件的粗糙程度重要因素,实际加工中,零件实际抗蚀性与机械加工表面程度呈正比例的关系,表面粗糙度越小,那么零件的磨损性也就越高,然而表面粗糙值越大,表面配合质量也就越差,严重影响着机械加工的整个高质量。
        关键词:机械加工;表面质量;管理不足;控制策略
        1机械加工表面质量概述
        金属坯料经过机械加工后,自然而然就会逐步形成一个表面层,一般将其称之为机械加工表面。在进行机械加工表面质量的评价中,需考虑下述两方面要求:一是加工后的机械表面可能与所要求的表面之间存在一定误差,一般为几何形状的误差,可借助粗糙度的概念进行衡量;二是金属经过机械加工后,零部件的力学性能、组织性能等必须满足预期要求,避免其与制定标准相矛盾等情况的发生。表面粗糙度,及金属表面经由切削加工后,在切割工具的振动摩擦作用下,可能会形成较为细微的波峰、波谷面,粗糙度便是针对上述波峰波谷进行的定量描述。组织性能变化,主要是指经过加工的金属表面位置,出现了较为明显的微观组织变化,这种变化是切削环节中产生的热量所导致,当热量增加、温度升高到金属热处理温度后,便会发生金属表面退火,对应金属组织性能等便会出现变化。力学物理性能,主要是指机械加工后,表面的机械力学性能出现变化,对应切削变形、切削热的存在,易导致金属表面存在残余的应力作用。此时,假如未进行热处理或时效改变,极易引发机械加工表面出现微裂纹的情况,对零部件和设备的后续使用等会产生较大影响,一般表现为疲劳损伤、使用寿命下降,其经济损失不容忽略。
        2机械加工表面质量的影响因素
        2.1零件原材料因素
        原材料是机械加工中重要的基础组成部分,机械加工过程中,无论是技术条件还是手段,如果加工材料出现质量问题也会给机械加工整体工作造成不良影响。所以,机械加工企业要想长远发展必须要重视零件的原材料质量,尽可能挑选质量优良的机械原材料。
        2.2加工表面的冷作硬化处理
        材料机械加工过程中,塑性变形主要起因便是晶格的扭曲变形。冷作硬化,即晶粒间在剪切、滑移作用下发生变形,导致的拉长、纤维化、破碎状况。使得加工表面的强度、硬度有所提升。后续加工环节中,受冷作硬化作用,加工表面极易发生变形阻力作用,且阻力会逐渐增大、塑性降低,加工表面在高低温变化下呈现出较为稳定的状态,即弱化程度不同。机械加工表面性质,在这种强化弱化作用下,冷作硬化的判断依据便是加工表面硬化层实际厚度。加工中,冷作硬化的影响因素极多,如加工挤压作用力大,塑性变形将会越加明显;切削速度越慢,及刀具和设备的接触时间会相对更长,此时冷作硬化层的深度便会越大。
        2.3切削条件的影响
        零件加工本来就需要用切削条件来支撑自身运转,除原材料可以影响机械加工表面工作,切削条件也能够影响机械加工表面操作。切削的速度、深度以及切削的用量都会对机械加工表面质量造成不同程度的影响。对于塑料材料来说,中低速加工时,容易产生鳞刺和积削瘤,所以提高表面加工的速度能够降低鳞刺和积削瘤。对于脆性材料来说,一般情况是不会出现鳞刺和积削瘤,因此切削的速度不会对表面粗糙程度造成影响,如果不断增加进给的速度,材塑性变形也会加大,表面粗糙值也会随着高升,为此,科学的降低进给速度是提升加工表面质量的重要方法。


        3提升机械加工表面质量管理的措施
        3.1编制科学合理的工艺规程
        零件加工过程中,必须积极进行工艺规程的合理编制,这是基础性条件。只有制定了科学合理的工艺规程,方可确保加工工件的表面质量满足科学性要求。工艺规程的制定中,要保证流程精炼、定位准确等要素。基准定位过程中,要尽量保证定位基准和设计基准相互吻合。
        3.2选择合适的加工设备和辅助用具
        在进行精密机械生产加工过程中,选用恰当的加工设备,是提高机械生产效率的关键因素,同时在恰当的加工用具的辅助下,能够在复杂多变的加工环境下,实现更低的材料损失。为了确保效果更好的表面加工质量,对机械加工刀刃来说,需要结合必要的辅助用具,举例来说,为了避免由于高温引起的制作材料的变形,需要在切割时进行温度的高效吸收,才能够更加有效地提高目前的表面加工质量。而对机械加工过程中,切削液的选用也是至关重要的,首先是需要液体的比热容要足够大,才能够有效地完成热量吸收,同时需要满足降低摩擦的能力,实现类似润滑油的能力,从根本上彻底阻断热量的散发。对切削液来说,其本身是由于保护刀具,实现切削工艺顺利进行而存在的,因此随着加工工艺的提升,也能够缩减由于刀具磨损而造成的机械表面质量不足的现象。经过对加工流程的规范化以及对机械加工用具的恰当选择,能够最大程度地提高机械加工表面的质量水平。
        3.3提高机械表面加工质量管理力度
        对于机械加工表面管理而言,质量管理是其顺利进行的核心内容,从机械加工企业角度来看,高质量的加工技术不仅可以提高企业的信誉与形象,还可以给企业带来极大地经济效益,从零件销售角度来看,零件质量的良好与其自身生命安全息息相关,从社会角度来看,维系社会安定发展的重要部分离不开高质量、高水平的加工制造业。所以,增强加工表面操作的监管力度,把责任落实在工厂加工现场中的每位员工身上帮助其树立质量意识与责任意识,降低质量隐患因素,并肩负起质量安全的相关责任。
        应高度重视加工工艺的实施过程。在机械加工表面管理工作中,必须依靠有效的表面加工工艺进行工作。
        对于加工表面原材料而言,应严格把控材料的入场关口,应及时做好检查检测工作,可以通过抽检或验证合格资料的方式,检测原材料质量,给加工表面的零件或设施质量提出基础性的保障,最后,应加强加工表面质量管理力度,在每项分作业完成后,相关人员应进行自我检测工作,保证其准确无误后开展下一环节得加工。另外,应成立质量管理监控小组,实时控制加工质量,及时发现其缺漏并及时给出解决措施,保证加工表面的质量,从而促进机械加工企业的顺利实施。
        3.4先进加工技术的引入
        机械零件的加工中,要及时引入先进的加工技术,确保制造工艺等满足实际需求。如将精密加工和计算机技术相结合,提高加工操作的精度要求。在满足实际加工需求的前提下,还要尽量选择较小的进给量、轴向进给速度,从而实现加工流程的稳定性,避免磨削振动的负面作用。必要时还可增加磨削液的添加,使得磨削效果有所提升。
        结论
        社会快速发展,使得社会大众对机械加工的质量要求越来越高,机械制造业正面临着重大挑战。考虑到机械加工的影响因素较多,相关人员必须及时进行关键影响因素的分析和考虑,制定合理的预防控制措施,促进机械行业的长期稳定发展。
        参考文献:
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