产品和机床
有着人造板机械行业技能“珠峰”美誉的连续压机的重要零件热压板，其韧硬资料耐热合金钢硬度要求400hb以上；具有7 000mm×2 650mm长×宽的大平面标准和横向平面度0.015mm/全长一级平板、纵向平面度0.1mm/全长三级平板、厚度公役±0.03mm、表面粗糙度值ra＝0.8μｍ以下的-要求。因而成为规划中的重中之重，工艺中的难中之难。如图１所示。
加工重任落在了“精密、大型、数控”机床之一沈阳机床12m数控龙门铣床上，启用二年的技改项目12m数控龙门铣床已过磨合期进入精度”平板特点的热压板是对机床精度的一次实例查验，但即便在试切加工之初，问题就频出，加工后的平面有正纹、网纹、反纹、接刀和椭圆内凹等表面差、平面度精度不合格等现象，所以课题攻关在所难免。
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机床精度成因
12m数控龙门铣床精度由4根轴即线轨x、横梁y、滑枕z和主轴s及互相间的几何公役构成。
1机床的xy平面由两根直线导轨组成，旋风铣刀盘车丝杆，因为能够选用-的水平仪和准直仪并根底可调，其xy平面的水平度和x轴的直线度是可调整项，依托调整能够-达到较高的精度，一起它也是其他平面和轴的基准，为重要。是热压板纵向平面度0.1mm的-。
2机床的横梁y轴，一是要求与xy平面平行，因为横梁自重下挠和预留磨损，y轴被规划成单波中高，所以这项精度是不行调整项，依托y轴的中高操控和立柱的等高加工-平行，是热压板横向平面度0.015mm和厚度±0.03mm的-；二是与x轴的笔直，此项是可调整项，经过调整来-精度。
3机床的滑枕z轴，有着与xy平面双向笔直的要求，即z轴在xz平面内与xy平面的笔直度，此项为不行调整项，依托加工-精度，z轴在yz轴平面内与xy平面的笔直度是可调整项，依托调整来-精度。
4机床的主轴s轴，也有着与z轴双向平行的要求，即s轴在xz平面与z轴平行，s轴在yz平面内与z轴平行，此两项为不行调整项，有-依托加工-。
从以上剖析可出看出：工件容易实现精度的定位是xy平面和x轴，也是机床悉数精度的基准。因为不行调整项依托机床制造进程加工-，所以机床是否-的要点是对不行调整项精度的进程检测和铲刮研修，杜绝终究插补修整的猫腻。要点操控y轴微量＜0.02mm中高单波型线。在s轴和z轴的调整次序上，单从大面加工和接刀来说，在调整与xy平面的双向笔直度时以s轴为优先。充沛依托可调整项的可调整，经过检测和观察加工刀纹，弥补进步机床精度。
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从刀纹窥破机床精度
因为机床的-在时效中不知不觉失掉，在热压板加工之初，在大平面构成了一些较为典型的刀纹和接刀乱象，经过观察从中能够剖析机床精度问题和成因。如图2所示。
1正纹。由刀盘正倾引起，正纹加工的长处是刀纹一致漂亮、后不拖刀单次切削、刀具磨损少，缺陷是因为刀盘歪斜，刀路中心构成椭圆内凹。
2反纹。由刀盘负倾引起，反纹加工的缺陷是后拖刀两次切削、刀具磨损大，同样因为刀盘歪斜，旋风铣刀，刀路中心构成椭圆内凹。
3网纹。由刀盘倾角为0时引起，是真实的平面加工，但缺陷是网纹较乱不漂亮，也有拖刀磨损。
4接刀。在粗加工时能够是切削反弹、热变形等要素引起，但在精加工时一定也有刀盘的歪斜原因，构成台阶型接刀，-时破坏了平面度、表面粗糙度和漂亮度。而刀盘歪斜实际上是由s轴与xy平面双向笔直度引起，那么是哪些终究要素导致的呢？而如何只构成有利的正纹减磨、微接刀和小凹面，是咱们观察和剖析刀纹后要揣度和解决进步机床精度问题的所在。
从图2能够看出刀纹从正纹、网纹及反纹的改变，其实暗示出y轴的爬高落低的曲折走向，在对y轴的准直丈量中发现如图的折线改变，y轴直线差错并不大于0.03mm，但其折线特征使刀盘歪斜却是刀纹构成乱纹的原因，因为y轴的直线度是不行调整项，有-经过机械批改，一起可微量加大刀盘在yz平面内的正倾角，-全长构成的正刀纹。
从图3咱们能够看出接刀痕是台阶型，其实暗示由刀盘歪斜即s轴在xz平面内与xy平面不笔直引起的，内螺纹旋风铣刀盘刀片，在甩表丈量中也证实了此项差错的存在，而刀盘越大，台阶越大。因为此项精度也是死项，有-经过机械批改，因为无法悉数消灭笔直度差错，微量加大刀盘在yz平面内的正倾角，一是构成一个方向的正纹；二是构成相邻两内凹椭圆，-为微量相交型手感光滑的接刀，也能够看出，如果相邻刀路重合越多，接刀高度就越小，在1/2重合时蕞小。
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效果和定论
1一个合格的-应该熟悉和掌握机床精度的成因和各轴的精度凹凸次序，并能在加工刀纹和接刀痕中判断出影响机床精度的要素所在，经过反馈保护机床精度状态，作出习惯机床精度的定位和走刀方向挑选，进步产品加工。
2在热压板大平面-加工的实例中，首先要检测和操控y轴直线度和曲线类型，-其中高不大于0.02mm的单波弧线，-主轴s在xz平面内与xy平面的笔直度在0.008mm之内，并适当调整主轴s在yz平面内与xy平面的笔直度，正规旋风铣刀具电话，有意使其微量正倾，结合锁定z轴、y轴向进刀单向、相邻刀路重合足够大等办法，从而构成较高的正纹和微量相交型平滑接刀痕的xy平面加工。
3装上角铣头，首先留意其双向笔直也是不行调整项。然后同样能够推理在xz和yz平面加工中机床精度与刀纹和接刀的关系，举一反三，快速找到问题和进步产品的办法。
4课题攻关的终究效果是经过刀纹剖析，得到机床精度问题的断定和修正，从而使得热压板的平面加工顺畅达到规划要求。
刀具刃口钝化带来的好处包含-刀具寿数、进步工件外表光洁度、下降机床主轴载荷以及下降全体制造本钱。
出产刃口处理机床的mutschler刃-能公司mutschler edge technologies llc对钝化的界说如下：在构成刀具刃口的两平---交处，发生可控的半径以及-其外表光洁度。钝化后的刃口有圆形、瀑布型或反向瀑布型。
钝化机正在钝化硬质合金刀片刃口
钝化对一切刀具都有好处，包含高速钢和硬质合金刀具。在涂层前对硬质合金刀具进行钝化处理，将充分体现钝化带来的好处。因为没有尖锐角或毛刺，倒圆刃口可使涂层严密地与刀具外表结合。涂层可下降冲突，添加切削刃与工件的接触面积，进步刀具刃口强度。假如不在涂层前进行钝化处理，刀具会崩刃并露出基体资料，导致缩段刀具寿数和下降切削功率。钝化后刃口使刀具外表光洁度得以-，可减小冲突并有利于排屑。
未涂层刀具也会因在刃口发生可控半径而获益。
刀具刃口处理效果500×
钝化是一个干加工过程，通过含磨料的尼龙毛刷与刀具刃口的相互效果来钝化。刷丝由尼龙基体与磨料一起-而成。当毛刷磨损时，会有新的磨料露出来与工件相互效果。弹性刷丝相当于柔性锉刀，均匀地掩盖并锉削刀片刃口。
选用毛刷钝化，有两种不同的切削力学：磨料的切削效果以及刷丝接触刀具外表的效果力。钝化效果受许多要素影响，如速度、方向、周期时间、接触-及中心线位置。
尼龙毛刷可有多种型式。刷丝可呈直线或弯曲型，其截面可所以圆形或矩形，并依据使用的不同，可选择多种刷丝直径。针对不同的使用场合，毛刷中选用的磨料改变也很大，可所以碳化硅、氧化铝、陶瓷和金刚石。
当刃口很尖利时，磨削砂轮脱离刃口时会因磨屑效果使刃口发生锯齿形。这是因为此刻刃口处没有推力支撑使磨屑被剪切而去除去。假如砂轮没有磨削到刃口，刃口就会十分尖利，导致在加工时刃口将很快磨损和崩掉。
当钝化工艺确定时，不同零件的钝化精度可以控制在0.0001。
刃口可通过几种不同方法来测量。常用显微镜和轮廓仪来进行可视化测量。一起，也可选用图画剖析软件来进行2d和3d检测。
就像刀具种类相同，刀具刃口钝化尺度也改变多样。一般原则是，工件资料越硬，刀具刃口的钝化尺度也就越大。因为使用场合的不同，为得到蕞佳的刃口钝化尺度，蕞好的方法是通过反复试验来确定。
强力喷丸是提高齿轮齿部弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的重要方法，是-齿轮抗咬合能力、提高齿轮寿命的重要途径。本文主要介绍齿轮加工中的强力喷丸工艺。
1、工作原理
强力喷丸工艺主要是利用高速喷射的细小钢丸在室温下撞击受喷工件表面，使工件表层材料产生弹塑性变形并呈现较高的残余压应力，从而提高工件表面强度及疲劳强度。喷丸一方面使零件表面发生弹性变形，同时也产生了大量孪晶和位错，使材料表面发生加工强化。如图1所示：
. 图1-a 经喷丸处理的零件表面 图1-b 未经喷丸处理的零件表面
喷丸对表面形貌和性能的影响主要表现在改变零件的表面硬度、表面粗糙度、抗应力腐蚀能力和零件的疲劳寿命。零件的材料表层在钢丸束的冲击下发生循环塑性变形。根据材料的性质和状态的不同，喷丸后材料的表层将发生以下变化：硬度变化、组织结构的变化、相转变、表层残余应力场的形成、表面粗糙度的变化等。
2、 喷丸强度的测量方法
当一块金属片接受钢丸流的喷击时会产生弯曲。饱和状态和喷丸强度是喷丸加工工艺中的两个重要概念。饱和状态是指在同一条件下继续喷击而不再改变受喷区域机械特性时的状态。所谓喷丸强度，就是通过打击预制成一定规格的金属片即试片，在规定的时间使之达到饱和状态的强弱程度，并用试片弯曲的弧高值来度量其喷击的强弱程度。
目前，应用广的美国机动车工程学会喷丸标准中采用阿尔曼提出的喷丸强化检验法——弧高度法，该方法由美国gm公司的j. o. almen阿尔门提出，并由saej442a和sae443标准规定的测量方法，其要点是用一定规格的弹簧钢试片通过检测喷丸强化后的形状变化来反映喷丸效果。对薄板试片进行单面喷丸时，由于表面层在弹丸作用下产生参与拉伸形变，所以薄板向喷丸面呈球面弯曲。通常在一定跨度距离上测量球面的弧高度值，用其来度量喷丸的强度。测定弧高度值是通过将阿尔门试片固定在夹具上，经喷丸后，再取下试片，然后用阿尔门量规测量试片经单面喷丸作用下产生的参与拉伸形变量即弧高度值。如用试片测得的弧高值为0.35mm时，记作0.35a。
喷丸强度的另一种检验方法为残余应力检测，即对经强力喷丸后的工件进行残余应力的检测，具体的检验方法为x射线衍射法。在美国sae j784a标准中如下方法：x射线的入射和衍射束必须平行于齿轮的齿根，圆柱直齿轮和圆柱螺旋齿轮上的测量位置应当在齿根的宽度中央，照射区域必须集中在齿根圆角的中心，不能横向延伸超出规定的齿根圆角表面-的测量点，照射区域大小的控制可以通过对直光束和适当遮盖齿根表面实现；在每个选定受检的齿轮上，少要任选两个齿进行评估，两齿间隔180。如果齿的有效齿廓受到保护没有研磨，则可以认为齿根研磨的用于表面下残余应力测量的齿轮未受损坏并且可以用于生产。
3、 喷丸对提高零件疲劳抗力的作用
a．借助表面冷变形实现材料表面强化的本质在于冷变形造成材料表层组织结构的变化、引入残余压应力以及表面形貌的变化。
b． 喷丸使材料表面性能-
c． 强化喷丸过程中，当微小球形钢丸高速撞击受喷工件表面时，使工件表层材料产生弹、塑性变形，撞击处因塑性形变而产生一压坑，撞击导致压坑附近的表面材料发生径向延伸。当越来越多的钢丸撞击到受喷工件表面时，工件表面越来越多的部分因吸收高速运动钢丸的动能而产生塑性流变，使表面材料因塑性变化而产生的径向延伸区域越来越大，发生塑性形变的表面逐步连接成片，则使工件表面逐步形成一层均匀的塑性变形层。塑性变形层形成后，继续喷丸会使塑变层因继续延伸而厚度逐步变薄，同时塑变层的径向延伸会因受到邻近区域的-而导致重叠部分发生破坏，终塑变层因持续的喷丸而剥落。所以必须对喷丸的时间加以严格的控制。
4、喷丸对渗碳齿轮表层残余应力的影响
关于喷丸使工件表面形成残余应力的原因，根据al-obaid等人的观点：当高速钢丸撞击到试样表面，撞击处产生塑性变形而残余一压坑，当越来越多的钢丸撞击到试样表面时，则会在试样表层产生一层均匀的塑变层，由于塑性变形层的体积膨胀会受到来自未塑性变形近邻区域的-，因此整个塑变层受到一压应力。
由于残余压应力及其分布对齿轮疲劳寿命有较大的影响，而喷丸强化工艺的优劣将直接影响残余应力大小及其分布。因此准确测定受喷零件的表层残余应力对于评价喷丸工艺的优劣是一个行之有效的手段。
5、喷丸对零件表面粗糙度的影响
强化喷丸会引起零件受喷表面的塑性变形，使零件的表面粗糙度发生变化。表面粗糙度是一种微观几何形状误差，又称为微观不平度。表面粗糙度和表面波度、形状误差一样，都属于零件的几何形状误差，表面粗糙度对于机器零件的使用性能有着重要的影响。喷丸对材料表面粗糙度的影响通常在ra0.6～20mm范围内。在不改变工艺参数的条件下，材料原始表面粗糙度愈高，喷丸后的ra值愈大。生产实践证明，一般情况下，喷前表面粗糙度在6.3mm以下，喷丸可以提高或维持原表面粗糙度，如果原表面粗糙度在6.3mm以上，则喷丸后表面粗糙度有所降低。
在生产实践中，要想获得较理想的喷丸表面，应从以下几个方面着手：
提供较好的原始表面，ra值应在6.3mm以下；
选择合理的钢丸直径和喷丸压力；
在大直径钢丸喷丸强化后，采用较小钢丸低压力(不能改变喷丸强度值)覆盖一次，可达到较好的表面粗糙度。
喷丸后的零件表面应轻微打磨，打磨时要控制表面金属去除量。这样，既不损害喷丸的强化效果，又可-表面粗糙度。当然，这是一个多因素问题，不论采用什么方法，必须同时考虑其他因素的影响。
6 、工艺参数对喷丸效果的影响
对喷丸有影响的主要有以下几个方面：
钢丸材料、钢丸直径、钢丸速度、钢丸流量、喷射角度、喷射距离、喷射时间、覆盖率等。其中任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷丸强化的效果。
a、钢丸的材料、硬度、尺寸及粒度对喷丸效果的影响
铸铁丸和铸钢丸通常用于硬齿面齿轮的喷丸。铸铁丸的缺点是韧性较低，在喷丸过程中易于破碎、耗损量大，对破碎的钢丸要及时分离，否则会影响受喷表面。但铸铁丸的优点是价格便宜、硬度高，可以使受喷表面产生较高的残余压应力。铸钢丸与铸铁丸相比，其优点是不易破碎，对受喷表面几何形貌有利。但铸钢丸硬度较铸铁丸低，在其他条件相同时，受喷表面的残余压应力低于铸铁丸。
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