控制加工表面质量的工艺途径

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对零件使用性能危害甚大的残余拉应力、磨削烧伤和磨削裂纹均起因于磨削热，所以如何降低磨削热并减少其影响是生产上的一项重要问题。解决的原则：一是减少磨削热的发生，二是加速磨削热的传出。1、选择合理的磨削参数
    为了直接减少磨削热的发生，降低磨削区的温度，应合理选择磨削参数：    减少砂轮速度和背吃刀量；适当提高进给量和工件速度。但这会使粗糙度值增大而造成矛盾。
    生产中比较可行的办法是通过试验来确定磨削参数；先按初步选定的磨削参数试磨，检查工件表面热损伤情况，据此调整磨削参数直至最后确定下来。
2、选择有效的冷却方法
   选择适宜的磨削液和有效的冷却方法。
一、采用冷压强化工艺
    对于承受高应力、交变载荷的零件可以来用喷丸、液压、挤压等表面强化工艺使表面层产生残余压应力和冷硬层并降低表面粗糙度值，从而提高耐疲劳强度及抗应力腐蚀性能。
1、喷丸
    喷丸是一种用压缩空气或离心力将大量直径细小(0.4～2mm)的丸粒(钢丸、玻璃丸)以35～50m/s的速度向零件表面喷射的方法。
2、滚压
    用工具钢淬硬制成的钢滚轮或钢珠在零件上进行滚压，使表层材料产生塑性流动，形成新的3光洁表面。表面粗糙度可自1.6μm降至0.1μm，表面硬化深度达0.2～1.5mm，硬化程度l0%～40%。
二、采用精密和光整加工工艺
1、精密加工工艺  精密加工工艺方法有高速精镗、高速精车、宽刃精刨和细密磨削等。
2、光整加工工艺  光整加工是用粒度很细的磨料对工件表面进行微量切削和挤压、擦光的过程。
    光整加工工艺的共同特点是；没有与磨削深度相对应的磨削用量参数，一般只规定加工时的很低的单位切削压力，因此加工过程中的切削力和切削热都很小，从而能获得很低的表面粗糙度值，表面层不会产生热损伤，并具有残余压应力。所使用的工具都是浮动连接，由加工面自身导向、而相对于工件的定位基准没有确定的位置、所使用的机床也不需要具有非常精确的成形运动。这些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度，—般不能纠正形状和位置误差，加工精度主要由前面工序保证。
(1)珩磨
   珩磨是利用珩磨头上的细粒度砂条对孔进行加工的方法，在大批量生产中应用很普遍。
(2)超精加工
    超精加工是用细粒度的砂条以一定的压力压在作低速旋转运动的工件表面上，并在轴向作往复振动，工件或砂条还作轴向进给运动
以进行微量切削的加工方法。
(3)研磨
    研磨是用研具以一定的相对滑动速度(粗研时取0.67～0.83m/s，精研时取0.1～0.2m/s)在0.12～0.4MPa压力下与被加工面作复杂相对运动的一种光整加工方法。
(4)抛光
    抛光是在布轮、布盘或砂带等软的研具上涂以抛光膏来加工工件的。抛光器具高速旋转，由抛光膏的机械刮擦和化学作用将粗糙表面的峰顶去掉，从而使表面获得光泽镜面(Ra＝0.04～0.16μm)。
   纳米复合结构涂层。以(nc-Ti1-xAlxN)(/a-Si3N4)纳米复合相结构薄膜为例，在强等离子体作用下，纳米TiAlN 晶体被镶嵌在非晶态的Si3N4体内(见图5)，当TiAlN晶体尺寸小于10nm 时，位错增殖源难于启动，而非晶态相又可阻止晶体位错的迁移，即使在较高的应力下，位错也不能穿越非晶态晶界。这种结构薄膜的硬度可以达到50GPa 以上，并可保持相当优异的韧性，且当温度达到900℃～1100℃时，其显微硬度仍可保持在30GPa 以上；此外这种薄膜同时可获得优异的表面质量，因此工业应用前景广阔。