机械加工强化机理与工艺技术的研究

机械加工强化机理与工艺技术的研究

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摘要:机械加工强化机理与工艺技术都能够促进机械加工组织得到强化以及应力水平提升。根据机械加工理论进行分析,通过组织强化能够使材料的微观组织得到改善,提升内在密度,使材料更加具有应力强度。在机械加工的过程中随着应力变化,在强化机理研究上需要构建相应的理论模型,并且分析机理在加工工艺技术的应用作用。在不同应力下的残存应力数量对强化机理的影响。本文对机械加工强化机理与工艺技术进行相应的研究,明确机械加工发展的主要方向与趋势。

关键词:机械加工;强化机理;工艺技术

随着科学技术的快速发展,现代工业生产过程中对于材料的质量与性能等方面都有着严格的要求,使材料的应用环境更为严苛。材料的强度、耐热性等方面都在影响着使用寿命,提升材料的质量与性能,发挥材料的关键作用具有重要的意义。

1.机械加工强化机理

机械加工中强化机理会在材料基本变形或者热处理的状态下对自身的内在组织和应力进行改善,使材料的抵抗能力更加符合机械加工的要求,控制疲劳失效情况的发生。材料在变形之后会影响到疲劳裂纹的进一步拓展。材料的金属性得到强化能够更好地发挥抗力作用,并且满足不同的加工精度需求。材料的强度在机械加工过程中能够产生较大的经济效益和社会效益,根据强化吉利的不同在强度的表达方式上也有着明显的差异性。弯度、抗压、疲劳等针对的强化机理方式都会应对不同的强化指标,机械材料的相同的温度等方面产生的变形、应力作用会产生不同程度的屈服强度。不同的机械加工强化机理要构建理论研究模型,突出强化效果,针对强化状况进行评价。这样能够获取到强化机理与工艺技术发展的关系。

机械加工材料微观发展主要是针对金属强度的变化,在相同原子进行的结合。金属材料的塑性变形将会通过滑移实现,不同的滑动假设内在刚性变形都要在理想滑移下实现,这种刚性相对滑动的关系能够产生相应的金属材料滑移临界应力。在临界应力的计算上要比实际金属材料的强度要高。在金属材料出现位错的状况下,塑性变形要通过运动才能够表现出金属材料的应力转换。金属材料的理论强度与实际强度之间存在较大的差距。要强化金属材料变形的可行性与必要性,通过金属材料强度的变化更好地进行机械加工强化机理的理论研究。金属材料下限强度都是通过强化之后获取到的期望值。根据机械加工强化机理要求在金属材料强度提升上,要降低相应的错误密度,这样能够使金属材料更为接近晶体强度,完整的晶体在强度上与实际金属材料强度要高。或者是增大内在位错密度,在金属材料改变的过程中设置一定的位错障碍,能够起到抑制位错源的活动,使金属材料的强度也得到提升。

在机械加工强化机理的研究的表现在没有位错强度要求的时候,获取到的高度晶体内在将会不稳定,使操作的过程较为敏感,并且一旦出现位错,将会导致金属材料强度大幅下降,只能够适应较少的金属材料应用到实际机械加工中。一般情况下强化机理针对不同的位错方式。强化机理在加工工艺灯都要进行择优取向,这样能够更好地进行机械加工强化机理的研究解释工作。

2.位错强化

金属材料出现的位错强化能够使临界应力的相对理论值降低。在交互影响的作用下,提升金属材料的位错密度,使金属材料的位错运动开展相对困难,这样能够实现金属材料的强度提升。使金属材料在性能和强度上更加符合机械加工要求。位错的内在增殖机制在双交滑移、空位盘位、晶界等方面都会产生对应的障碍机制,并且使实际金属材料的位错更为复杂,在建立的位错模型上对金属材料的强度进行定性,会使位错行为更为简单。不同的位错强化机制,在应对金属材料流变上能够在单位时间中缩短位错间距应力。位错数值会随着运动的变化产生滑移,克服更多的阻力。位错作用下的金属流变在应力效果上突出金属材料的强化效果,并且能够根据计算结果分析位错强化。位错强化很容易受到温度等变化的影响,位错运动阻碍相对较小的时候,流变应力会持续降低。当机械加工过程中位错属于主要位置的时候,就要对强化材料温度进行确认,避免温度较高的时候使金属材料的强度降低。

3.应力强化

针对不同组织强化要求下,在没有出现应力存在的时候,金属材料的表面会出现一定的疲劳裂缝。这种应力将会使疲劳裂缝扩大。并且发生移动。针对这种情况,在疲劳强度的选择上要突出外在应力的改变。通过表面金属材料的应力改变,使金属材料在机械加工中能够更好地体现出相变等作用,通过应力使材料表面的密度发生变化,金属材料产生的收缩或者膨胀都要在基体应力作用下出现。金属材料基体和表层的温度具有明显的差异,当温度降低到规定的范围中的时候,温度收缩基体会变小。同时表面的应力作用也会根据塑性的作用产生变形,弹性变形在金属材料趋向恢复时会受到表面限制,产生一定的应力作用。在一般状态下的组织强化都能够更好地进行疲劳裂纹的阻挡。根据金属材料的强度在组织强化效果上能够起到主导的作用。并且应力强度也会随着金属材料的强度变化出现增高的情况。在应力作用下的强度组织逐渐减弱,在强度较高的金属材料,充分的发挥着应力强化主导作用。

4.机械加工工艺技术的应用

4.1减少原始误差

提高加工零件所使用机床的几何精度,提高夹具、量具及工具本身精度,控制工艺系统受力、受热变形产生的误差,减少刀具磨损、内应力引起的变形误差,尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机加工精度,需对产生加工误差的各项原始误差进行分析,根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施【1】。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工,则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

4.2误差补偿法

对工艺系统的一些原始误差,可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。该方法是人为地造出一种新的原始误差,从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差,达到减少加工误差,提高加工精度的目的【2】。利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

4.3分化或均化原始误差

为了提高一批零件的加工精度,可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面,还可以采取在不断试切加工过程中,逐步均化原始误差的方法。根据误差反映规律,将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为n组,每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置,使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致,以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程【3】。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查,从中找出它们之间的差异,然后再进行相互修正加工或基准加工。

结束语

机械加工强化机理和工艺技术的研究能够使机械加工理论组织得到强化,保证工艺技术能够有效的抑制疲劳裂纹出现扩展,使材料的应力得到强化,提升零件的疲劳寿命。机械加工工艺技术在传统工艺技术上,结合全新的超声、激光等新技术,在处理机械材料表面的时候能够保证复合型强化工艺发展。开展机械加工强化机理与工艺技术的研究能够提升机械加工处理的效率,保证机械加工处理质量,在根本上促进机械加工水平的提升【4】。

参考文献

[1]张铎.机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J].工程技术:引文版,2016(5):00224-00225.

[2]姜政春,杨虹雨.机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J].引文版:工程技术,2016(5):250-251.

[3]杨杨,陈太宇.机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J].工业,2016(37):00282-00283.

[4]朱有利,王燕礼,边飞龙,等.金属材料超声表面强化技术的研究与应用进展[J].机械工程学报,2014(20):35-45.

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