1)减小残余拉应力、防止磨削烧伤和磨削裂纹的工艺途径
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。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。另一种方法是在磨削过程中连续测量磨削区温度,然后控制磨削参数。
(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,如采用高压大流量冷却、内冷却或减轻高速旋转的砂轮表面的高压附着气流的作用,有利于冷却液顺利地喷注到磨削区。
2)采用冷压强化工艺
对于承受高应力、交变载荷的零件可以采用喷丸、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。但是,采用强化工艺时应很好地控制工艺参数,不要造成过度硬化,否则会使表面完全失去塑性性质,甚至引起显微裂纹和材料剥落,带来不良的后果。
(1)喷丸。喷丸是一种用压缩空气或离心力将大量直径细小的丸粒(钢丸、玻璃丸)以35~50 m/s的速度向零件表面喷射的方法。如图6-60(a)所示,喷丸可以用于任何复杂形状的零件。喷丸的结果是在表面层产生很大的塑性变形,造成表面的冷作硬化及残余压应力。
(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,如图6-60(b)所示,使表层材料产生塑性流动,形成新的光洁表面。
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图6-60 常用的冷压强化工艺
(a)喷丸;(b)滚压
3)采用精密和光整加工工艺
采用精密加工工艺能全面地提高加工精度和表面质量,而光整加工工艺主要是为了获得较高的表面质量。
(1)精密加工工艺。精密加工工艺的加工精度主要由高精度的机床保证。精密加工切削效率不高,加工余量不能太大,所以对前道工序有较高的要求。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,一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。光整加工工艺有衍磨、超精加工、研磨、抛光等。图6-61所示为常用的外圆研具。

图6-61 常用外圆研具
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