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西安文理学院继教院本科毕业论文

时可能还会损坏已获得的精度；抛光也不可能减小零件的形状和位置误差。工件表面经抛光后，表面层的残余拉应力会有所减少。

4.2改善表面物理力学性能的加工方法

如前所述，表面层的物理力学性能对零件的使用性能及寿命影响很大，如果在最终工序中不能保证零件表面获得预期的表面质量要求，则应在工艺过程中增设表面强化工序来保证零件的表面质量。表面强化工艺包括化学处理、电镀和表面机械强化等几种。这里仅讨论机械强化工艺问题。机械强化是指通过对工件表面进行冷挤压加工，使零件表面层金属发生冷态塑性变形，从而提高其表面硬度并在表面层产生残余压应力的无屑光整加工方法。采用表面强化工艺还可以降低零件的表面粗糙度值。这种方法工艺简单、成本低，在生产中应用十分广泛，用得最多的是喷丸强化和滚压加工。

1）喷丸强化

喷丸强化是利用压缩空气或离心力将大量直径为0.4~4mm的珠丸高速打击零件表面，使其产生冷硬层和残余压应力，可显著提高零件的疲劳强度。珠丸可以采用铸铁、砂石以及钢铁制造。所用设备是压缩空气喷丸装置或机械离心式喷丸装置，这些装置使珠丸能以35~50mm／s的速度喷出。喷丸强化工艺可用来加工各种形状的零件，加工后零件表面的硬化层深度可达0.7 mm，表面粗糙度值

Ra可由3.2μm减小到0.4μm，使用寿命可提高几倍甚至几十倍。

2）滚压加工

滚压加工是在常温下通过淬硬的滚压工具（滚轮或滚珠）对工件表面施加压力，使其产生塑性变形，将工件表面上原有的波峰填充到相邻的波谷中，从而以减小了表面粗糙度值，并在其表面产生了冷硬层和残余压应力，使零件的承载能力和疲劳强度得以提高。滚压加工可使表面粗糙度Ra值从1.25~5μm减小到0.8~0.63μm，表面层硬度一般可提高20%～40%，表面层金属的耐疲劳强度可提高30%～50%。滚压用的滚轮常用碳素工具钢T12A或者合金工具钢CrWMn、Cr12、CrNiMn等材料制造，淬火硬度在62~64HRC；或用硬质合金YG6、YT15等制成；其型面在装配前需经过粗磨，装上滚压工具后再进行精磨。

3）金刚石压光

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金刚石压光是一种用金刚石挤压加工表面的新工艺，国外已在精密仪器制造业中得到较广泛的应用。压光后的零件表面粗糙度可达Ra0.4~0.02μm，耐磨性比磨削后的提高1.5~3倍，但比研磨后的低20~40%，而生产率却比研磨高得多。金刚石压光用的机床必须是高精度机床，它要求机床刚性好、抗振性好，以免损坏金刚石。此外，它还要求机床主轴精度高，径向跳动和轴向窜动在0.01mm以内，主轴转速能在2500~6000 r/min的范围内无级调速。机床主轴运动与进给运动应分离，以保证压光的表面质量。

4）液体磨料强化

液体磨料强化是利用液体和磨料的混合物高速喷射到已加工表面，以强化工件表面，提高工件的耐磨性、抗蚀性和疲劳强度的一种工艺方法。工作时液体和磨料在400~800Pa压力下，经过喷嘴高速喷出，射向工件表面，借磨粒的冲击作用，碾压加工表面，工件表面产生塑性变形，变形层仅为几十微米。加工后的工件表面具有残余压应力，提高了工件的耐磨性、抗蚀性和疲劳强度。

5．提高机械加工工件表面质量的措施

(1)制订科学合理的工艺规程是保证工件表面质量的基础。科学合理的工艺规程是加工工件的方法依据。只有制订了科学合理的工艺规程，才能为加工工件表面质量满足要求提供科学合理的方法依据，使加工工件表面质量满足要求成为可能。对科学合理的工艺规程的要求是工艺流程要短，定位要准确，选择定位基准时尽量使定位基准与设计基准重合。

(2)合理的选择切削参数是保证加工质量的关键。选择合理的切削参数可以有效抑制积屑瘤的形成，降低理论加工残留面积的高度，保证加工工件的表面质量。切削参数的选择主要包括切削刀具角度的选择、切削速度的选择和切削深度及进给速度的选择等。试验证明，主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径对零件表而粗糙度都有直接影响。在进给量一定的情况下，减小主偏角和副偏角，或增大刀尖圆弧半径，可减小表面粗糙度。另外，适当增大前角和后角，可减小切削变形和前后刀面间的摩擦，抑制积屑瘤的产生也可减小表面粗糙度。比如在加工塑性材料时若选择较大前角的刀具可以有效抑制积屑瘤的形成，这是因为刀具前角增大时，切削力减小，切削变形小，刀具与切屑的接触长度变短，减小了积屑瘤形成的基础。

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(3)合理的选择切削液是保证加工工件表面质量的必要条件。选择合理的切削液可以改善工件与刀具间的摩擦系数，可降低切削力和切削温度，从而减轻刀具的磨损，以保证工件的加工质量。

(4)工件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要。工件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。选择零件主要工作表面最终工序加工方法，须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的破坏形式。

也可以在加工过程中通过改变某些量来提高表面粗糙度 1） 在精加工时，应选择较小的进给量f、较小的主偏角kr和副偏角kr’、较大的刀尖圆弧半径rε，以得到较小的表面粗糙度。2） 加工塑性材料时，采用较高的切削速度可防止积屑瘤的产生，减小表面粗糙度。3） 根据工件材料、加工要求，合理选择刀具材料，有利于减小表面粗糙度。4） 适当的增大刀具前角和刃倾角，提高刀具的刃磨质量，降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。5）对工件材料进行适当的热处理，以细化晶粒，均匀晶粒组织，可减小表面粗糙度。6）选择合适的切削液，减小切削过程中的界面摩擦，降低切削区温度，减小切削变形，抑制鳞刺和积屑瘤的产生，可以大大关小表面粗糙度。

6．结论

由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的,只有了解和掌握影响机械加工表面质量的因素，才能在生产实践中，采取相应的工艺措施，对表面质量根据需要提出比较 经济 适用性的要求,减少零件因表面质量缺陷而引起的加工质量问题，从而提高机械产品的使用性能、寿命和可靠性。

7．致谢

毕业设计能顺利完成，是因为在设计当中得到了许多人的帮助。首先非常感谢我的指导老师胡老师。从课题的选取、研究、到最后设计的结束，她帮助我解决了不少困难。为了我们能顺利的完成毕业设计她提前二个多月就给我们打电话，让我们从现在就开始准备资料，为我们鼓气、关心我

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们在外面的生活。我感谢胡老师，每个学生的课题不一样，但是她对每一个课题都有独到的见解，能给每位同学做到深入的指导，这与她每天孜孜不倦的学习息息相关。她平易近人，鼓励我们积极的投入到论文写作中，随时监导我们的进度。在此，我向您表示我真诚的谢意！从设计的开始到结束许多老师和同学给了我很多的帮助。在此，我感谢所有帮助过我的人。你们的付出是伟大的，你们的付出不会白费，我一定好好努力。

2016年6月

8．参考文献

[1]寇元哲，影响机械加工表面质量的因素分析[J].甘肃科技，2007,7 [2]花国操，互换性与技术测量基础[M]。北京：北京理工大学出版社，1995

[3]张福润，徐鸿本，刘延林主编机械制造基础。华中科技大学出版社，2000

[4]李兆铨，周明研。机械制造基础（上册）。中国水利水电出版社，2005

[5]高波，机械制造基础。大连理工大学出版社，2006 [6]于骏一，邹青，机械制造基础，机械工业出版社2004 [7]焦士仲，金属切削原理[M]北京：机械工业出版社，1991

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