GrWMn材料提高表面質(zhì)量的方法(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上論文題目: GrWMn材料提高表面質(zhì)量的方法 專業(yè):機(jī)械制造及其自動化 班級: 機(jī)自071班 學(xué)號: 6 姓名: 穆仕昌 指導(dǎo)老師: 陳劍飛 中原工學(xué)院二零一零年五月六號CrWMn刀具在加工軸時處理表面質(zhì)量問題的方法摘 要 本文對在加工軸過程中出現(xiàn)的軸表面質(zhì)量達(dá)不到加工要求有了更好的解決辦法，這主要體現(xiàn)在對GrWMn刀具的精度以及硬度等個方面的要求有了更多的解決方案關(guān)鍵詞 幾何角度、金相組織、切削用量、切削液、積削瘤CrWMn CUTTING TOOL AXIS SURFACE QUALITY PROBLEM DEALINGAbstract This article

2、appeared in the course of processing the shaft axis surface machining requirements of quality reach a better solution, which is mainly reflected in GrWMn precision tools and other aspects of the required hardness has more solutionsKey words Cutting Angles、mechanical Properties、Optimizatlon of Machin

3、ing、cutting fluid、Positive tumor cut前言：就當(dāng)今的加工軸工藝來說軸的一般材質(zhì)是45#鋼，相對于GrWMn來說由于加工一般都是大批量生產(chǎn)所以經(jīng)常出現(xiàn)加工一段時間后其表面質(zhì)量達(dá)不到要求，不過在此經(jīng)過長時間的探索與實驗發(fā)現(xiàn)期間不外乎刀具幾何角度、GrWMn的金相組織、切削用量、切削液等等幾方面。實驗：1改變GrWMn刀具幾何角度減小殘留面積高度，將會提高軸的表面質(zhì)量 現(xiàn)將外圓車刀的主要幾何角度及影響列出參考：1.前角的主要作用：使車刀刃口鋒利，減少切削變形，降低切削力。當(dāng)采用負(fù)前角時，可使刀片受壓而不受彎（硬質(zhì)合金刀片較脆，抗壓強(qiáng)度較高，抗彎強(qiáng)度較差）。 

4、;   通常取小的正前角，如切削鑄鐵時產(chǎn)生崩碎屑，沖擊性的切削力作用在刃口附近。    零件材料較軟，切削力和切削熱較小，前角取大些。反之，去小些。前角過大，刀刃易磨損或崩。2.后角的主要作用：減少刀具與工件間的摩擦和刀具后面的磨損。當(dāng)前角確定后，后角越大，刃口越鋒利，可提高表面加工粗糙度，但刀具強(qiáng)度下降，散熱條件差等。粗車時，取小后角（57°），精車時，后角取大些（812°）。3.主偏角的作用：可改變切削厚度和寬度。 改變主偏角，可改變徑向力Py和軸向力x的比例。減小主偏角，刀尖強(qiáng)度加強(qiáng)，提高刀具耐用度；增大主偏角，可使Py力下降，Px力增加

5、，易產(chǎn)生震動。4.副偏角的作用：減少刀具后面與工件已加工面間的摩擦。減小副偏角，可提高零件表面的粗糙度。一般取310°。5.刃傾角的作用：控制切屑的流出方向。    為正值時（04°），切屑流向已加工面，碰毛零件。    為0°值，切屑基本垂直主刀刃流出。    取負(fù)值時（04°），適用精車，刀具強(qiáng)度小。所以，將副偏角減小到310°比較利于提高表面質(zhì)量。先利用控制變量法，取3°， 7° ， 12°的副偏角的等條件車刀對3個不同軸進(jìn)行加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)7

6、6;副偏角加工的軸表面質(zhì)量最好。因此，將副偏角控制到7°有利于提高軸表面質(zhì)量。 2 通過工件熱處理改善GrWMn刀具金相組織，細(xì)化晶粒能提高軸的表面質(zhì)量圖2所示為等溫溫度對CrWMn奧氏體的影響由圖2可見隨著等溫溫度的升高，其殘余奧氏體量逐漸下降， 當(dāng)?shù)葴販囟葹?60和290 時，該鋼幾乎測不出殘余奧氏體。CrWMn鋼的Ms點為260 ，在260以下的溫度進(jìn)行等溫溫度時會發(fā)生馬氏體相變溫度越高馬氏體的切變阻力越小奧氏體轉(zhuǎn)變越完全。因此，隨等溫溫度升高，殘余奧氏體量下降。當(dāng)?shù)葴販囟葹?60和290時該鋼發(fā)生的是貝氏體相變。在貝氏體相變中，由于過冷奧氏體會析出碳化物(M C)而降低奧氏體

7、中碳和合金元素的含量使奧氏體的穩(wěn)定下降這時絕大部分奧氏體轉(zhuǎn)變成了貝氏體即使殘余了極少量的奧氏體，也會因檢測方法的限制而無法測出，因此在x射線圈中未出現(xiàn)殘余奧氏體的衍射峰。通常在260-280范圈內(nèi)(mBm8+3O范圈內(nèi))進(jìn)行等溫淬火，形成下貝氏體組織，可以獲得滿意的強(qiáng)度和韌性H。 1)CrWMn鋼中的殘余奧氏體的含量隨淬火溫度的升高開始逐漸增加在820C左右達(dá)到最大值。2)在分級淬火時，隨等溫溫度升高， 殘余奧氏體的含量逐漸下降，在26O 和280 時 殘余奧氏體基本消除。3 改變切削用量減小切削過程中的塑性變形，以減低表面粗糙度 切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與

8、否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)床動力性能(功率、扭矩)，在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 一 制訂切削用量時考慮的因素1.切削加工生產(chǎn)率 2.刀具壽命 3.加工表面粗糙度在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素ap、f、v均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時，三要素獲得最佳組合，此時的高生產(chǎn)率才是合理的。切削用量三要素對刀具壽命影響的大小，按順序為v、f、ap。因此，從保證合理的刀具壽

9、命出發(fā)，在確定切削用量時，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進(jìn)給量；最后求出切削速度。精加工時，增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。二 刀具壽命的選擇原則切削用量與刀具壽命有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點： 1.根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。 2.對于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了

10、充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。 3.對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。 4.車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些；當(dāng)某工序單位時間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。 5.大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。三 切削用量制定的步驟1.背吃刀量的選擇 2.進(jìn)給量的選擇 3.切削速度的確定 4.校驗機(jī)床功率四 提高切削用量的途徑1.采用切削性能更好的新型刀具材

11、料； 2.在保證工件機(jī)械性能的前提下，改善工件材料加工性； 3.改善冷卻潤滑條件； 4.改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)，提高刀具制造質(zhì)量。 一 切屑形成過程及變形區(qū)的劃分大量的實驗和理論分析證明，塑性金屬切削過程中切屑的形成過程就是切削層金屬的變形過程。切削層的金屬變形大致劃分為三個變形區(qū)：第一變形區(qū)(剪切滑移)、第二變形區(qū)(纖維化)、第三變形區(qū)(纖維化與加工硬化)。二 積屑瘤的形成及其對切削過程的影響在切削速度不高而又能形成連續(xù)切屑的情況下，加工一般鋼料或其它塑性材料時，常常在前刀面處粘著一塊剖面有時呈三角狀的硬塊。它的硬度很高，通常是工件材料的2-3倍，在處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時，能夠代替刀刃進(jìn)行切削。這塊冷焊

12、在前刀面上的金屬稱為積屑瘤或刀瘤。積屑瘤是如何形成的?1.切屑對前刀面接觸處的摩擦，使前刀面十分潔凈。2.當(dāng)兩者的接觸面達(dá)到一定溫度同時壓力又較高時，會產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，即一般所謂的“冷焊”。切屑從粘在刀面的底層上流過，形成“內(nèi)摩擦”。3.如果溫度與壓力適當(dāng)，底層上面的金屬因內(nèi)摩擦而變形，也會發(fā)生加工硬化，而被阻滯在底層，粘成一體。4.這樣粘結(jié)層就逐步長大，直到該處的溫度與壓力不足以造成粘附為止。所以積屑瘤的產(chǎn)生以及它的積聚高度與金屬材料的硬化性質(zhì)有關(guān)，也與刃前區(qū)的溫度和壓力分布有關(guān)。一般說來，塑性材料的加工硬化傾向愈強(qiáng)，愈易產(chǎn)生積屑瘤；溫度與壓力太低，不會產(chǎn)生積屑瘤；反之，溫度太高，產(chǎn)生弱化作用

13、，也不會產(chǎn)生積屑瘤。走刀量保持一定時，積屑瘤高度與切削速度有密切關(guān)系，4.積屑瘤對切削過程的影響1.實際前角增大它加大了刀具的實際前角，可使切削力減小，對切削過程起積極的作用。積屑瘤愈高，實際前角愈大。 增大切削厚度 使加工表面粗糙度增大積屑瘤的底部則相對穩(wěn)定一些，其頂部很不穩(wěn)定，容易破裂，一部分連附于切屑底部而排出，一部分殘留在加工表面上，積屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工時必須設(shè)法避免或減小積屑瘤。 對刀具壽命的影響積屑瘤粘附在前刀面上，在相對穩(wěn)定時，可代替刀刃切削，有減少刀具磨損、提高壽命的作用。但在積屑瘤比較不穩(wěn)定的情況下使用硬質(zhì)合金刀具時，積屑瘤的破裂有可能使硬質(zhì)合金刀具顆粒剝落，反而使磨損加劇。防止積屑瘤的主要方法1.降低切削速度，使溫度較低，粘結(jié)現(xiàn)象不易發(fā)生；2.采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應(yīng)溫度；3.采用潤滑性能好的切削液，減小摩擦；4.增加刀具前角，以減小切屑與前刀面接觸區(qū)的壓力；5.適當(dāng)提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。結(jié)論: 在實際加工過程中，用GrWMn材質(zhì)的刀具在大批量加工45#鋼軸時，選用合適的幾何角度刀具既有利于刀的壽命，同時能夠在出現(xiàn)相同的磨損情況前能夠加工更多的