1影響表面加工質(zhì)量的因素

（1）機(jī)床產(chǎn)生的幾何誤差。在機(jī)械零件的加工中相對(duì)于刀具來(lái)講，機(jī)械零件的成型過(guò)程是通過(guò)機(jī)床來(lái)完成的。所以，在機(jī)械零件的整個(gè)加工過(guò)程中，對(duì)機(jī)床的加工精度要求是非常高的，同時(shí)對(duì)于加工精度具有很大影響的也包括機(jī)床的制造誤差。機(jī)床中的誤差包括主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差以及傳動(dòng)鏈的誤差。這些誤差都會(huì)對(duì)工件加工的精度具有較大的影響，其中尤其以機(jī)床的磨損為例，機(jī)床的磨損會(huì)讓機(jī)床的工作精度大幅度下降，而主軸回轉(zhuǎn)誤差則會(huì)直接影響被加工工件的精度。所謂主軸回轉(zhuǎn)誤差，指的是在每一次的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量，而機(jī)床上進(jìn)行確定機(jī)床部件相對(duì)位置的關(guān)系的基準(zhǔn)便是導(dǎo)軌。導(dǎo)軌本身也會(huì)存在制造誤差，導(dǎo)軌的誤差主要是由于其受到不均勻的磨損或者在安裝過(guò)程中不規(guī)范造成。而機(jī)床精度下降，首當(dāng)其沖的影響因素便是導(dǎo)軌的磨損，其次是傳動(dòng)鏈的誤差，傳動(dòng)誤差也就是傳動(dòng)鏈的誤差，也就是說(shuō)傳動(dòng)鏈的組件在制造和裝配過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，傳動(dòng)鏈在使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生磨損，這種誤差通常會(huì)用傳動(dòng)鏈的末端原件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。

（2）夾具的幾何誤差影響。夾具的作用便是讓工件在機(jī)床上具有一個(gè)正確的安裝位置，因此，夾具制造時(shí)產(chǎn)生的誤差會(huì)對(duì)工件的加工精度產(chǎn)生巨大的影響。首先是基準(zhǔn)不重合的誤差，根據(jù)原有的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，與夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)形成誤差的便是基準(zhǔn)不重合誤差，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在零件設(shè)計(jì)圖紙上確定的表面尺寸、形狀、位置所要依據(jù)的基準(zhǔn)，所謂工序基準(zhǔn)在工序圖上是這樣定義的：用來(lái)確定其工序上加工表面在加工后的形狀、尺寸及位置所采用的標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)某件零件進(jìn)行加工時(shí)，需要在工件上選擇若干的要素作為加工時(shí)候的定位基準(zhǔn)，不重合誤差便是選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合所產(chǎn)生的誤差。

（3）刀具切削誤差。刀具在切削零件的過(guò)程中，每一次的工作都會(huì)或多或少的產(chǎn)生一定的磨損，因此會(huì)逐漸引起所切削的工件尺寸及形狀的改變，因此需要操作人員正確的選用刀具材料，選用新型的耐磨刀具材料，并且合理的選用刀具幾何參數(shù)并且注意零件的切削用量，在最大限度上減少刀具的磨損消耗，保證零件的加工質(zhì)量。

（4）切削力和切削熱對(duì)質(zhì)量的影響。在機(jī)械零件切削加工過(guò)程中，零件一般會(huì)由于受到切削力以及切削熱的作用，其表面物理機(jī)械性能會(huì)跟著產(chǎn)生變化，其中最主要的變化就是機(jī)械零件的表面層硬度、濕度以及其組織結(jié)構(gòu)、殘余作用力等的變化。磨削加工所產(chǎn)生的變形、切削熱以及影響，都比刀刃切削時(shí)更為嚴(yán)重和突出，因此，在磨削加工以后，機(jī)械加工零件表面機(jī)械性能的變化一般比較大。

（5）機(jī)械加工表層冷卻硬化對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生影響。在機(jī)械加工過(guò)程中，一般會(huì)因?yàn)榍邢髁Φ淖饔?，進(jìn)而產(chǎn)生一定的變形，使得零件發(fā)生扭曲、畸變等，甚至?xí)a(chǎn)生破裂等，這些都會(huì)使得機(jī)械加工零件的表面硬度、強(qiáng)度等發(fā)生改變，這種現(xiàn)象通常稱為冷卻硬化。表面冷卻硬化的結(jié)果就是會(huì)極大地增大零件變形的阻力，進(jìn)而使得了零件的物理性能也跟著發(fā)生了變化。而且在機(jī)械加工過(guò)程中，由于受到切削力與切削熱的作用，加工以后的機(jī)械零件表層的性能主要取決于所受切削力與切削熱的作用。

摘要：機(jī)械加工的精度水平和成品表面質(zhì)量在很大程度上體現(xiàn)著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展水平。隨著社會(huì)生產(chǎn)和生活的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械制造技術(shù)的要求也愈發(fā)嚴(yán)格，所以進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械加工中的表面質(zhì)量和精度控制就成為了關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；表面質(zhì)量；精度控制

機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)在經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展后，其不論是在規(guī)模上還是在質(zhì)量上都取得了顯著進(jìn)步。但隨著社會(huì)生產(chǎn)和生活的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械制造水平的要求也愈發(fā)嚴(yán)格，所以進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械加工中的表面質(zhì)量和精度控制就成為了關(guān)鍵所在。文章正是立足于這一出發(fā)點(diǎn)，對(duì)影響加工表面質(zhì)量和精度控制的因素進(jìn)行了分析，并就如何加強(qiáng)表面質(zhì)量和精度控制進(jìn)行了探討，希望對(duì)促進(jìn)機(jī)械加工水平的提升能夠有所借鑒。

1機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)械使用性能的影響

（1）表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中都會(huì)承受一定的載荷，而較粗糙的機(jī)械表面在載荷作用下就極易出現(xiàn)疲勞裂紋等情況，進(jìn)而導(dǎo)致其抗疲勞破壞的能力就較差。（2）表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響。表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①?gòu)谋砻娲植诙葘?duì)耐磨性的影響來(lái)看，零部件表面越光滑，那么機(jī)械表面之間的磨損就越小，即耐磨性就越好。但是考慮到對(duì)潤(rùn)滑油的存儲(chǔ)，機(jī)械表面也不能過(guò)于光滑，而是應(yīng)保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的度；②從表面冷作硬化對(duì)耐磨性的影響來(lái)看，冷作硬化可以在一定程度上提升機(jī)械表面的硬度，所以耐磨性也相對(duì)提升。但過(guò)度的冷作硬化會(huì)導(dǎo)致金屬疏松和疲軟，嚴(yán)重的甚至?xí)斐山饘俦韺用撀洌M(jìn)而導(dǎo)致其耐磨性嚴(yán)重降低。

2影響機(jī)械表面質(zhì)量與精度控制的主要因素分析

摘要：大部分的機(jī)械設(shè)備零件的破壞，總是從零件表面開(kāi)始的。產(chǎn)品的性能，特別是它的可靠性和耐久度，在很大程度上決定于零件表面層的質(zhì)量。研究機(jī)械加工表面質(zhì)量，其目的就是為了掌握機(jī)械加工中各個(gè)工藝對(duì)加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律，以便利用這些規(guī)律來(lái)控制加工過(guò)程，最終達(dá)到改善產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)產(chǎn)品使用性能的目的。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；性能；表面；粗糙度

機(jī)械零件的加工質(zhì)量,除加工精度外,表面質(zhì)量也是極其重要的一個(gè)方面。所謂加工表面質(zhì)量,是指機(jī)器零件在加工后的表面層狀態(tài)

一臺(tái)機(jī)器在正常的使用過(guò)程中,由于其零件的工作性能逐漸變壞,以致不能繼續(xù)使用,有時(shí)甚至?xí)蝗粨p壞。其原因除少數(shù)是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不周而強(qiáng)度不夠,或偶然事故引起了超負(fù)荷以外,大多數(shù)是由于磨損、受到外界介質(zhì)的腐蝕或疲勞破壞。磨損、腐蝕和疲勞損壞都是發(fā)生在零件的表面,或是從零件表面開(kāi)始的。因此,加工表面質(zhì)量將直接影響到零件的工作性能,尤其是它的可靠性和壽命。

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)器的使用要求越來(lái)越高,一些重要零件在高壓力、高速、高溫等高要求條件下工作,表面層的任何缺陷,不僅直接影響零件的工作性能,而且還可能引起應(yīng)力集中、應(yīng)力腐蝕等現(xiàn)象,將進(jìn)一步加速零件的失效,這一切都與加工表面質(zhì)量有很大關(guān)系。因而表面質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到各方面的重視。

1機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響?yīng)?/p>

摘要：大部分的機(jī)械設(shè)備零件的破壞，總是從零件表面開(kāi)始的。產(chǎn)品的性能，特別是它的可靠性和耐久度，在很大程度上決定于零件表面層的質(zhì)量。研究機(jī)械加工表面質(zhì)量，其目的就是為了掌握機(jī)械加工中各個(gè)工藝對(duì)加工表面質(zhì)量影響的規(guī)律，以便利用這些規(guī)律來(lái)控制加工過(guò)程，最終達(dá)到改善產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)產(chǎn)品使用性能的目的。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；性能；表面；粗糙度

機(jī)械零件的加工質(zhì)量,除加工精度外,表面質(zhì)量也是極其重要的一個(gè)方面。所謂加工表面質(zhì)量,是指機(jī)器零件在加工后的表面層狀態(tài)

一臺(tái)機(jī)器在正常的使用過(guò)程中,由于其零件的工作性能逐漸變壞,以致不能繼續(xù)使用,有時(shí)甚至?xí)蝗粨p壞。其原因除少數(shù)是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不周而強(qiáng)度不夠,或偶然事故引起了超負(fù)荷以外,大多數(shù)是由于磨損、受到外界介質(zhì)的腐蝕或疲勞破壞。磨損、腐蝕和疲勞損壞都是發(fā)生在零件的表面,或是從零件表面開(kāi)始的。因此,加工表面質(zhì)量將直接影響到零件的工作性能,尤其是它的可靠性和壽命。

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)器的使用要求越來(lái)越高,一些重要零件在高壓力、高速、高溫等高要求條件下工作,表面層的任何缺陷,不僅直接影響零件的工作性能,而且還可能引起應(yīng)力集中、應(yīng)力腐蝕等現(xiàn)象,將進(jìn)一步加速零件的失效,這一切都與加工表面質(zhì)量有很大關(guān)系。因而表面質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到各方面的重視。

1機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響?yīng)?/p>

摘要：本文首先針對(duì)影響機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的原因進(jìn)行了逐一地分析，并在此基礎(chǔ)上，從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，建設(shè)性地提出了針對(duì)機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的對(duì)應(yīng)控制辦法。希望通過(guò)此次經(jīng)驗(yàn)交流，本文能夠?yàn)閺氖孪嚓P(guān)行業(yè)的工作人員帶來(lái)一定有價(jià)值的參考，并且希望本篇文章能夠發(fā)揮出拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工零件;加工;常見(jiàn)問(wèn)題;控制辦法

自改革開(kāi)放之后，中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平得到了快速的發(fā)展，機(jī)械化水平成程度逐漸提高，各種機(jī)械設(shè)備在我國(guó)得到了廣泛的使用。在這樣的大背景下，國(guó)人對(duì)于機(jī)械設(shè)備零件的加工質(zhì)量便有了更高的要求，每一個(gè)零部件的質(zhì)量和所組成的機(jī)械設(shè)備質(zhì)量之間有著極為密切的關(guān)聯(lián)性。所以相關(guān)技術(shù)人員在從事零件表面機(jī)械加工的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)采取有效的質(zhì)量控制手段，保障所生產(chǎn)的零部件符合相關(guān)的質(zhì)量要求，這樣才能使自身得到可持續(xù)發(fā)展。

一、對(duì)機(jī)械加工零件表面質(zhì)量產(chǎn)生影響的原因分析

機(jī)械加工零件其表面質(zhì)量，往往同該零件的整體質(zhì)量有著極為密切的關(guān)聯(lián)性，若機(jī)械零件的表面質(zhì)量無(wú)法得到保障，必定會(huì)在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程當(dāng)中，產(chǎn)生諸多的問(wèn)題。認(rèn)識(shí)和了解常見(jiàn)的機(jī)械零件的表面質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因，對(duì)于增強(qiáng)機(jī)械零件整體質(zhì)量，有著直接的聯(lián)系。結(jié)合個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，本文認(rèn)為造成機(jī)械零件表面質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題的原因主要有以下兩個(gè)方面。

1.機(jī)械加工零件表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量產(chǎn)生的影響。在機(jī)械加工零件當(dāng)中，其零件表面的粗糙性會(huì)對(duì)該零件產(chǎn)生直接的質(zhì)量影響，分析造成粗糙度差異的原因，主要是因?yàn)闄C(jī)械零件加工材料的特點(diǎn)和在切削作業(yè)當(dāng)中對(duì)材料使用量存在有差異形成的。若機(jī)械零件在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，材料的質(zhì)量存在有差異性，便會(huì)直接對(duì)所制作機(jī)械零件的質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響。例如：若機(jī)械零件在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，所使用的材料是塑性材料，那么在針對(duì)刀具進(jìn)行加工作業(yè)的過(guò)程當(dāng)中，便很容易出現(xiàn)塑性變形現(xiàn)象，又因?yàn)樵谇邢髯鳂I(yè)的過(guò)程當(dāng)中，又會(huì)對(duì)零部件產(chǎn)生撕裂分離作用，所以零件表面的粗糙程度便會(huì)得到增加。所選擇的機(jī)械零件材料的韌性材料越優(yōu)秀，在零件加工和的過(guò)程中便會(huì)產(chǎn)生更加劇烈的塑性形變，致使零件的表層結(jié)構(gòu)更加粗糙。而如果所選擇的機(jī)械零件材料是脆性材質(zhì)，針對(duì)零件進(jìn)行切削作業(yè)的過(guò)程中，這些材料便會(huì)呈現(xiàn)出小顆粒狀，同樣也會(huì)增加機(jī)械零件自身的表面粗糙性。在零件加工的過(guò)程當(dāng)中，針對(duì)切削的使用量同樣會(huì)對(duì)機(jī)械零件表層的粗糙程度產(chǎn)生影響，如脆性材質(zhì)的機(jī)械零件原材料在加工的過(guò)程當(dāng)中，不會(huì)對(duì)切割作業(yè)的速度有很高的要求，而在針對(duì)塑性材料零件進(jìn)行生產(chǎn)加工的過(guò)程當(dāng)中，切割作業(yè)如果作業(yè)面深度較低時(shí)，會(huì)在一定程度上提高零件表面的粗糙性。打磨作業(yè)針對(duì)零件自身粗糙性的影響程度受到數(shù)學(xué)幾何理論和零件表面金屬材料的塑性形變兩種外因的印象，在打磨作業(yè)過(guò)程當(dāng)中，砂輪上的顆粒分布、運(yùn)轉(zhuǎn)速度會(huì)對(duì)零件表面的粗糙程度產(chǎn)生一定的影響。

摘要：隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械加工中亞表面缺陷對(duì)表面質(zhì)量的影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注。在機(jī)械材料存在較大缺陷的情況下，機(jī)械加工所引發(fā)的亞表面缺陷效應(yīng)就會(huì)快速地體現(xiàn)出來(lái)。文章探討了在機(jī)械加工中亞表面缺陷對(duì)表面質(zhì)量的影響，并提出了有效的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；亞表面缺陷；表面質(zhì)量

1在機(jī)械加工中亞表面缺陷對(duì)表面質(zhì)量的影響

在機(jī)械加工的過(guò)程中，材料是保障項(xiàng)目完成的基礎(chǔ)，但在現(xiàn)實(shí)中材料往往出現(xiàn)各種缺陷，比如夾雜、裂紋、空穴等，這不僅在很大程度上影響著材料本質(zhì)屬性和功能的發(fā)揮，而且還會(huì)導(dǎo)致材料長(zhǎng)期處于失效的狀態(tài)。特別是當(dāng)缺陷出現(xiàn)在材料表面或者附近時(shí)，這種損傷能力會(huì)達(dá)到更高水平。亞表面缺陷現(xiàn)象的出現(xiàn)一部分是在加工前引起的，另一方面是由加工后亞表面損傷問(wèn)題引起的。材料亞表面現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)對(duì)材料加工后的表面質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。并且，一旦遇到材料加工后表面損傷程度比較大的問(wèn)題時(shí)，那么就后續(xù)研磨處理工作的復(fù)雜程度會(huì)更高，不僅周期會(huì)延長(zhǎng)，材料的損耗也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，這對(duì)于機(jī)械加工制造企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的提高具有嚴(yán)重的不良影響。

2改善亞表面缺陷對(duì)表面質(zhì)量造成不良影響的建議

（1）建立在夾雜因素影響下的二維有限元切削模型。在夾雜因素影響下的二維有限元切削模型是指在材料雜質(zhì)夾雜于材料中時(shí)，材料基體中存在于不同尺寸和位置的雜質(zhì)會(huì)對(duì)切削能力和材料表面的殘余應(yīng)力造成不同層面的影響，通過(guò)對(duì)這種影響因素的分析，采用數(shù)理結(jié)合以及力學(xué)的思想和知識(shí)，討論夾雜因素對(duì)材料表面質(zhì)量的影響。在建立二維有限元切削模型的過(guò)程中，應(yīng)以確定的切削厚度為假設(shè)，達(dá)到變量控制的目的，從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出切削厚度與夾雜尺寸之間有效的比例關(guān)系，最終達(dá)到準(zhǔn)確快速推斷亞表面缺陷對(duì)材料表面整體性程度影響的目的。另外，通過(guò)二維有限元切削模型，還可以得出夾雜因素和切削加工之間具有密切聯(lián)系的結(jié)論，即夾雜越大，與加工表面的距離越近，材料的表面殘余應(yīng)力和切削力就會(huì)越大。在建立模型和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，更加值得關(guān)注的是材料表面殘余應(yīng)力以及切削力的大小變化情況和切割刀近距離接近夾雜時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的應(yīng)力是密不可分的。通過(guò)二維有限元切削模型的建立，加工表面整體性的提高和當(dāng)前機(jī)械加工切削技術(shù)的改進(jìn)將面臨越來(lái)越廣闊的前景。（2）以連續(xù)位錯(cuò)分布法為基礎(chǔ)建立脆性材料磨削模型。通過(guò)對(duì)材料基體的研究發(fā)現(xiàn)，材料基體應(yīng)力場(chǎng)是由材料本身發(fā)出的塑性應(yīng)力場(chǎng)以及材料外部由于壓頭接觸而產(chǎn)生的彈性應(yīng)力場(chǎng)兩部分組成的。以連續(xù)位錯(cuò)分布法為基礎(chǔ)的脆性材料磨削模型的建立是以壓頭半角的大小和外載的大小這兩方面的參數(shù)為基礎(chǔ)的。通過(guò)分析可以看出，亞表面缺陷中斜裂紋不是以非拉伸斷裂為斷裂形式表現(xiàn)的，而是以剪切斷裂為主要斷裂形式表現(xiàn)的，在壓頭半角的大小為確定數(shù)值時(shí)，亞表面缺陷中的斜裂紋現(xiàn)象將不會(huì)出現(xiàn)I型的擴(kuò)展方式。在數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，壓頭半角的大小與裂紋擴(kuò)展的形式是緊密相關(guān)的。在外載數(shù)值確定的情況下，數(shù)值比較大的壓頭半角將會(huì)對(duì)裂紋擴(kuò)展的形式變化造成較強(qiáng)的屏蔽。為了達(dá)到裂紋擴(kuò)展條件更加精確的目的，還應(yīng)該有效應(yīng)用臨界外載與壓頭半角的關(guān)系圖進(jìn)行參考。（3）建立以多晶銅、單晶銅以及孿晶多晶銅為材料的納米壓痕分子動(dòng)力模型。模擬出的模型顯示出的整體結(jié)果是多晶銅、單晶銅以及孿晶多晶銅的彈性恢復(fù)比、硬度以及溫度都在很大程度上與晶體的結(jié)構(gòu)、孿晶的厚度緊密相關(guān)。通過(guò)對(duì)新型納米壓痕分子動(dòng)力模型的建立、探究和分析，可以看出在材料表層壓痕深度逐漸增大的過(guò)程中，材料表面的塑性區(qū)域會(huì)隨之快速增大。在研究中可以發(fā)現(xiàn)，最初的形核位錯(cuò)現(xiàn)象一般都發(fā)生在壓頭的下方；在壓痕深度不同的地方所出現(xiàn)的壓力大小是非線性下降的；在壓痕的過(guò)程中，形核位錯(cuò)是隨著壓力深度的大小變化不斷滑移和形核的。從另一方面來(lái)說(shuō)，晶體結(jié)構(gòu)在塑性變形的基礎(chǔ)上會(huì)發(fā)生一系列的變化：多晶銅在塑性變形的過(guò)程中會(huì)對(duì)晶界和位錯(cuò)產(chǎn)生劇烈影響；單晶銅在塑性變形的過(guò)程中會(huì)對(duì)位錯(cuò)的產(chǎn)生、擴(kuò)展以及位錯(cuò)與位錯(cuò)之間的相互作用產(chǎn)生重要影響；納米孿晶多晶銅在塑性變形的過(guò)程中則與孿生、退孿生的位錯(cuò)行為以及孿晶界之間的相互作用關(guān)系緊密。除此之外，還應(yīng)該有效運(yùn)用孿晶厚度、晶體結(jié)構(gòu)對(duì)以銅為基礎(chǔ)的材料納米壓痕所產(chǎn)生的力學(xué)響應(yīng)，從而為解決其他立方結(jié)構(gòu)納米材料性能問(wèn)題提供有效支撐。

摘要：基于1070鋁合金經(jīng)常出現(xiàn)表面色差、機(jī)械紋、振紋嚴(yán)重、電導(dǎo)率較低等情況，從鑄錠成分、擠壓速度及模具等方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、提高鑄錠成分中Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)等方法措施，解決擠壓板材的表面質(zhì)量問(wèn)題，并提高其電導(dǎo)率性能。結(jié)果表明：對(duì)鑄錠成分做進(jìn)一步提純，減少雜質(zhì)相的配比，可以提高材料電導(dǎo)率；通過(guò)增設(shè)促流角及縮短模具工作帶長(zhǎng)度，降低工作帶粘著區(qū)寬度，增大滑動(dòng)區(qū)，能有效避免1070鋁合金擠壓板材表面起浪面、粗糙度變大等問(wèn)題；合理控制擠壓制品速度，當(dāng)擠壓速度為6~8m/min時(shí)，制品表面質(zhì)量最好。

關(guān)鍵詞：電導(dǎo)率；表面質(zhì)量；合金成分；模具

1070屬于純鋁合金，不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化，其強(qiáng)度低、切削性不好。但其板材具有塑性高、耐蝕、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好等特點(diǎn)，可進(jìn)行接觸焊、氣焊[1]，常應(yīng)用于制造一些具有特定性能的結(jié)構(gòu)件、電儀表部件、熱交換材料等。例如其鋁箔制品可用作墊片及電容器、電子管隔離網(wǎng)、電纜的防護(hù)套，以及網(wǎng)、線芯及飛機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的零件及裝飾件。1070合金板材生產(chǎn)過(guò)程中，易出現(xiàn)板材表面色差大以及震紋等問(wèn)題，其電導(dǎo)率可達(dá)到59.5%IACS。此次所需產(chǎn)品表面不能有明顯色差，表面粗糙度Rz≤18，電導(dǎo)率要求≥61%IACS。本文對(duì)擠壓模具結(jié)構(gòu)、擠壓速度及合金成分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)擠壓后的板材進(jìn)行表面質(zhì)量和性能檢測(cè)，以獲得最佳的工藝參數(shù)，并產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

1試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料。1070鋁合金板材的生產(chǎn)工藝路線為：熔煉鑄造→均勻化退火→鑄錠加熱→擠壓→淬火→鋸切→性能檢測(cè)。對(duì)鑄錠化學(xué)成分進(jìn)行設(shè)計(jì)，化學(xué)成分見(jiàn)表1中a、b兩種配比?？蛻舭凑認(rèn)ISH4100標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，要求產(chǎn)品表面平整、潔凈，無(wú)劃痕、無(wú)油污，不能有明顯色差和表面機(jī)械紋，表面粗糙度（Rz≤18）；切割面應(yīng)平滑，無(wú)毛刺、毛邊、拉毛、夾渣；電導(dǎo)率≥61%IACS。具體性能參數(shù)見(jiàn)表2。1.2試驗(yàn)方法。在相同擠壓工藝參數(shù)下，設(shè)計(jì)兩種不同結(jié)構(gòu)的模具，擠壓工藝參數(shù)見(jiàn)表3。根據(jù)不同的合金成分、擠壓速度和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選取三因素兩水平做L4（2^3）的正交表，如表4所示。正交試驗(yàn)共4組，分別按照表3生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，分析在不同因素水平組合下擠壓板材的電導(dǎo)率和表面質(zhì)量情況。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析

1機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中常見(jiàn)的主要問(wèn)題及其原因

機(jī)械設(shè)計(jì)加工出現(xiàn)的問(wèn)題，往往呈現(xiàn)出多樣化、隨時(shí)性、個(gè)性化特點(diǎn)，但是不管問(wèn)題多么具體和特殊，總是有幾類問(wèn)題是帶有普遍性、傾向性的。總得來(lái)講，當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)加工存在問(wèn)題的主要類別體現(xiàn)在加工精度、加工零件表面質(zhì)量、性價(jià)比等三個(gè)方面。一是機(jī)械加工精度不高問(wèn)題。這一類問(wèn)題是機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中，最容易出現(xiàn)的問(wèn)題，也是解決難度最大的問(wèn)題之一。這是因?yàn)?，在具體的加工過(guò)程中，幾乎難以避免實(shí)際加工與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之間的誤差，這既有人工技術(shù)上的原因，也有無(wú)法抗拒的客觀因素。比如，由于加工運(yùn)動(dòng)是近似的，刀具輪廓是類同的，導(dǎo)致加工誤差的出現(xiàn)；機(jī)床、刀具、夾具磨損導(dǎo)致的加工誤差；工藝系統(tǒng)由于受力過(guò)大導(dǎo)致變形，引發(fā)的加工誤差；工藝系統(tǒng)由于受熱過(guò)高，引發(fā)的加工誤差；等等。這些誤差的差生幾乎是無(wú)法避免的，只能采取一定的措施，將這種誤差降到最低，以最大限度地接近設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證加工出來(lái)的產(chǎn)品符合產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督相關(guān)指標(biāo)。二是機(jī)械加工零件表面質(zhì)量不高問(wèn)題。加工零件的表面質(zhì)量如果無(wú)法保證，直接影響到零件的性能、使用壽命以及使用效能。因此，從分析研究影響和決定機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的相關(guān)因素入手，尋找提高加工零件表面質(zhì)量的對(duì)策，不失為好的途徑。實(shí)踐表明，材料的性質(zhì)以及切削的程度是影響零件表面是否粗糙的最大原因。一般而言，塑性材料，由于在加工過(guò)程中，很容易變形，這就容易導(dǎo)致表面粗糙；脆性材料，由于容易斷續(xù)，也容易導(dǎo)致材料加工過(guò)程中呈現(xiàn)出碎粒狀態(tài)，最終讓表面變得粗糙。從加工零件的物理機(jī)械性能分析，零件表面的冷卻硬化處理、材料組織結(jié)構(gòu)的變動(dòng)調(diào)整等，這些都會(huì)導(dǎo)致零件表面粗糙。當(dāng)然，導(dǎo)致零件表面粗糙的原因還有因加工施力過(guò)大導(dǎo)致表面層有殘余應(yīng)力。三是機(jī)械設(shè)計(jì)加工產(chǎn)品性價(jià)比不高問(wèn)題。機(jī)械設(shè)計(jì)加工出來(lái)的產(chǎn)品，最終是要流向市場(chǎng)的，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中見(jiàn)證產(chǎn)品的性價(jià)比。這實(shí)際上涉及兩方面的問(wèn)題：產(chǎn)品的質(zhì)量能否保證和加工產(chǎn)品的成本能否控制在降低的范圍內(nèi)，也就是說(shuō)，如果加工出來(lái)的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)物美價(jià)廉，那么就可以說(shuō)，這一產(chǎn)品的性價(jià)比較高，具有比較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2有效解決機(jī)械設(shè)計(jì)加工各類問(wèn)題的對(duì)策建議

解決機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中存在的問(wèn)題，貴在找出出現(xiàn)問(wèn)題的原因，從因素入手，對(duì)癥下藥、各個(gè)擊破。上文已對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題及其原因進(jìn)行了分析。下文，將在這些分析探討的基礎(chǔ)上，提出筆者個(gè)人的對(duì)策建議。一是擇優(yōu)選好機(jī)械零件材料。選好材料，這是從源頭上解決材料性能不高、產(chǎn)品質(zhì)量不優(yōu)、加工成本過(guò)高的重要措施。因此，在采購(gòu)機(jī)械零件材料時(shí)，務(wù)必要緊密結(jié)合實(shí)際運(yùn)行的生產(chǎn)方式、加工工藝，對(duì)材料的性能、價(jià)格以及加工零件表面物理力學(xué)性能等進(jìn)行綜合考量，擇優(yōu)選定性價(jià)比較高的機(jī)械零件材料。當(dāng)然，也可以采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式，對(duì)加工零件材料進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，包括在尺寸、結(jié)構(gòu)、性能、原材料等方面，都要進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，推行簡(jiǎn)易化的設(shè)計(jì)和加工。二是優(yōu)化機(jī)械加工工藝流程。加工時(shí)間的長(zhǎng)短，直接決定著機(jī)械加工質(zhì)量的好壞。這是因?yàn)榧庸r(shí)間越長(zhǎng)，零件表面質(zhì)量就越變得更粗糙，產(chǎn)品的性能就會(huì)受到影響，整個(gè)加工的成本就難以有效控制，最后導(dǎo)致加工出來(lái)的產(chǎn)品性價(jià)比上不去，影響產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。這就需要設(shè)計(jì)加工企業(yè)對(duì)加工工藝流程進(jìn)行必要的優(yōu)化升級(jí)，以最為簡(jiǎn)化的流程將加工時(shí)間壓縮最短。同時(shí)，對(duì)加工工序的方法也是非常重要的，這是應(yīng)為零件表面殘留的應(yīng)力也會(huì)直接影響零件的性能，這就需要對(duì)零件加工工序進(jìn)行合理化選擇和改進(jìn)。三是合理設(shè)定加工切削參數(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中，切削用量是一個(gè)比較難以把握的技術(shù)因素。由于切削的速度、深度把握不好，導(dǎo)致零件表面質(zhì)量難以保證的現(xiàn)象，是實(shí)際加工中時(shí)有發(fā)生。這就需要對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)定。一般來(lái)講，切削深度和速度要根據(jù)零件材料及其特性來(lái)把握，同時(shí)可以切削液的合理適量使用，也是非常有利于降低切削產(chǎn)生的力度、溫度以及積屑瘤等。四是科學(xué)正確使用加工工具。機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中，加工工具的使用是非常重要的。從大的原則來(lái)講，工具的使用都是根據(jù)實(shí)際加工需要而選擇確定的。比如刀具的選擇，就要根據(jù)零件表面鍍硬度的不同要求、對(duì)粗糙度的不同要求，合理的選擇刀具。再如，對(duì)潤(rùn)滑劑的選擇和使用，要根據(jù)加工需要科學(xué)選擇潤(rùn)滑劑的類型和品牌，將加工的流程、精確度，金屬材料的類型以及零件的相關(guān)性能考慮進(jìn)去，擇優(yōu)確定用什么潤(rùn)滑劑。

3結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)加工需注意的問(wèn)題當(dāng)然是因時(shí)而異、因人而異、因地而異。這就需要設(shè)計(jì)加工企業(yè)緊密結(jié)合自身的實(shí)際情況，對(duì)常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析研究，探究與問(wèn)題相關(guān)聯(lián)的各種因素，并綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理等手段，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)加工科學(xué)化發(fā)展，進(jìn)而不斷制造出性價(jià)比高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的產(chǎn)品。

1.零件結(jié)構(gòu)分析

該例件為某機(jī)型機(jī)身結(jié)構(gòu)件框類零件，是典型的薄壁深腔類零件。該零件最大外廓尺寸為3500mm×800mm，最高處為70mm，壁厚公差為±0.1mm，端頭斜面傾斜角度為42°。該產(chǎn)品外形理論型面復(fù)雜，立筋及腹板壁厚要求較薄，在加工過(guò)程中零件特別容易產(chǎn)生變形，因此加工難度特別大。

2.零件加工工藝性分析

該零件加工難點(diǎn)在于：

①毛坯去除量大，應(yīng)力大，零件容易產(chǎn)生變形。毛坯去除量接近90%，加工過(guò)程中產(chǎn)生巨大應(yīng)力，變形難以控制。

②腔深、壁薄。零件高度最高處達(dá)70mm，立筋最薄處1.5mm，腹板最薄處1.5mm，加工過(guò)程中容易產(chǎn)生變形。

一、機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)知識(shí)

1.制作程序以及技術(shù)程序。

關(guān)于機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)，制作程序具體是指原材料通過(guò)機(jī)器設(shè)備和勞動(dòng)力的勞動(dòng)轉(zhuǎn)化為可以在市場(chǎng)上進(jìn)行銷售的商品。這一程序的內(nèi)容比較豐富：制造工作開(kāi)始實(shí)施的準(zhǔn)備工作；原料與毛坯等材料的準(zhǔn)備工作；半成品生產(chǎn)的基本操作；附加工作的具體實(shí)施環(huán)節(jié)；商品的包裝設(shè)計(jì)工作以及需要注意的工作細(xì)節(jié)問(wèn)題。然而技術(shù)程序是指在具體的工作當(dāng)中通過(guò)更改需要制造的商品的大小、樣式的方式，促進(jìn)程序的多方面操作完善，例如半成品的有關(guān)內(nèi)容、機(jī)器的相關(guān)問(wèn)題、熱處理的具體操作等具體工作。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)程序是指用機(jī)器生產(chǎn)方式對(duì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)加工的半成品進(jìn)行操作，促進(jìn)商品生產(chǎn)的完成。這些由多個(gè)步驟構(gòu)成的商品生產(chǎn)程序是商品生產(chǎn)的基本步驟和環(huán)節(jié)。

2.零件裝夾。

零件在進(jìn)行生產(chǎn)之前，要先把工件放置在床或夾具的準(zhǔn)確位置上，這一程序就是固定位置，并且為了能夠確保位置的準(zhǔn)確性，還要把零件夾緊進(jìn)行穩(wěn)固，這個(gè)程序就是夾緊，所以這兩個(gè)步驟綜合起來(lái)就是裝夾。機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)的零件裝夾是不是科學(xué)對(duì)零件的生產(chǎn)品質(zhì)有著很大程度上的影響，并且還會(huì)對(duì)商品的生產(chǎn)速度、生產(chǎn)成本以及安全性產(chǎn)生直接作用。普遍來(lái)講，在機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)中最常運(yùn)用的零件裝夾模式主要包含直接找正式、劃線找正式以及用夾具裝夾式。

3.定位。