芻議如何保證零件加工質量

周連生

（哈爾濱市重型機器安裝工程公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

零件的損壞大多是從表面開始的，因此在進行機械零件加工的過程中要對零件的表面的質量進行嚴格的控制。除此之外，精度是機械加工產品質量高低的一個重要的指標，因此要保證機械加工產品的質量，必須提高加工的精度。文章分析了對機械加工表面質量造成影響的相關的原因，并有針對性的提出相應的改進措施，提高機械加工的精度。

1 影響表面質量的工藝因素

1.1 切削加工對表面粗糙度的影響

在對零件進行切削加工的時候，在加工零件的表面形成了與道具形狀和面積相同的復印，在工件表面留下大量的鱗刺，使表面粗糙度上升，從而導致工件表面質量的下降。針對這種情況在對零件進行切削加工的時候應該將刀尖的圓弧半徑適當的增大，將給進量適當的進行減少，使道具在零件上殘留面積的高度盡可能的降低，從而保證工件表面的粗糙度控制在適當的范圍之內。除此之外，在進行工件加工的過程中可以通過使用潤滑液或者是對道具刃磨的質量進行相應的提高，可以使工件表面鱗刺以及刀瘤的數量大大的減少，同時還可以通過對刀具的前角進行合理的增加，從而極大的降低切削過程中的塑性變形。這些措施都可以有效額降低工件表面的粗燥度，提高工件表面的質量，提高其使用過程中的安全性和穩定性，延長其使用壽命。

1.2 切削用量的影響

經過相關的實踐表面，在對工件進行切削加工的過程中，如果采用較高的切削速度，可以使切削過程中工件表面的塑性變形大大的降低，且速度越高，塑性變形的程度就越輕微，這樣可以有效的降低工件表面的粗糙程度，提高工件表面的質量。如果切削速度不足，那么在工件的切削過程中就會生成積屑瘤，而工件表面的粗糙程度在很大程度上受到積屑瘤的影響。在對工件進行切削的時候，其表面的粗糙程度直接受到給進量和切削速度的影響，切屑變形的程度隨著給進量的增加而不斷的變大，這會造成刀具前刀面與切屑之間的摩擦力大大增加，與此同時，已經加工的工件表面和后刀面的之間的摩擦也開始變大，從而使工件表面的粗糙程度大大的增加，造成工件表面質量的下降，因此，為了使工件表面的粗糙值降低應該將給進量進行相應的減小。

1.3 工件材料性質的影響

當切削加工脆性材料時，其切屑呈碎粒狀。由于切屑的崩碎而在工件表面上留下麻點，增大Ra值。在此條件下，如要使表面質量好轉，要減少切削用量，采用適當的潤滑冷卻液,則可以減輕崩碎現象而使表面粗糙度轉好。塑性材料在高速切削時，易于消失積屑瘤，欲使表面粗糙度好轉，對于中碳鋼和低碳鋼要在加工之前進行調質、正火處理，使其硬度處在170HB～230HB范圍之內，使它們的切削性能得到改善。

2 影響加工表面層物理機械性能的因素

在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理機械性能產生變化，最主要的變化是表面層金屬顯微硬度的變化，金相組織的變化和殘余應力的產生。由于磨削加工時所產生的塑性變形和切削熱比刀刃切削時更嚴重，因而磨削加工后加工表面層上物理機械性能的變化很大。

2.1 表面層的冷作硬化

切削刃鈍圓半徑的增大，對表層金屬的擠壓作用增強，塑性變形加劇，導致冷硬增強，刀具后刀面磨損增大，后刀面與被加工表面的摩擦加劇，塑性變形增大，導致冷硬增強。切削刃鈍圓半徑對加工硬化的影響切削速度增大，刀具與工件的作用時間縮短，使塑性變形擴展深度減小，冷硬層深度變小。切削速度增大后，切削熱在工件表面上的作用時間也縮短，將使冷硬程度增加。進給量增加，切削力也增大，表層金屬的塑性變形加劇，冷硬作用加強。工件材料的塑性愈大，冷硬現象就愈嚴重。

2.2 表面層材料金相組織變化

當切削熱使被加工表面的溫度超過相變溫度后，表層金屬的金相組織將會發生變化。當被磨工件表面層溫度達到相變溫度以上時表層金屬發生金相組織的變化，使表層金屬強度和硬度降低，并伴有殘余應力產生，甚至出現微觀裂紋，這種現象稱為磨削燒傷。磨削熱是造成磨削燒傷的根源，故要改善磨削燒傷：第一正確選擇砂輪，合理選擇切削用量，盡可能地減少磨削熱的產生。第二改善冷卻條件，盡量使產生的熱量少傳入工件。

2.3 表面層殘余應力

切削時在加工表面金屬層內有塑性變形發生，使表面金屬層的比容加大，由于塑性變形只在表層金屬中產生，而表層金屬的比容加大，體積膨脹，不可避免的要受到與它相連的里層金屬的阻止，因此就在表面金屬層產生了殘余應力，在里層金屬中產生殘余拉應力。切削加工中，切削區會有大量的切削熱產生。不同金屬組織具有不同的密度，亦具有不同的比容。如果表面層金屬產生了金相組織的變化，表層金屬比容的變化必然要受到與之相連的基體金屬的阻礙，因而就有殘余應力的產生。

零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇：零件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關重要，因為最終工序在該工作表面留下的殘余應力將直接影響機器零件的使用性能。選擇零件主要工作表面最終工序加工方法，須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式。在交變載荷作用下，機器零件表面上的局部微觀裂紋，會因拉應力的作用使原生裂紋擴大，最后導致零件斷裂。從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮，該表面最終工序應選擇能在該表面產生殘余壓應力的加工方法。

3 提高加工精度 改善產品質量

精度的高低是機械加工產品質量高低的一個重要反映指標。在機械加工過程中，誤差是無法完全避免的，只能通過不斷的改進加工工藝來使誤差不斷的降低，盡可能的提高產品的精度，改善產品的質量。

3.1 減少原始誤差

工件的加工主要是通過機床來完成的，機床自身存在的誤差將會直接影響到工件的精度，最終影響其精度。這就需要保證機床的自身的精度，減少加工工程中產生的誤差。可以通過對夾具以及刀具的精度，采取相應的措施減少刀具的磨損，這樣可以提高工件加工時的精度。根據加工過程中產生誤差的原因對相關的因素進行調整，消除誤差產生的根源，從而保證工件加工的精度，提高工件的質量。

3.2 分化或均化原始誤差

工件加工一般都是批量進行的，為了提高整批工件的加工的精度，減少原始誤差對加工精度帶來的影響可以對其進行適當的分化。尤其是一些高精度的工件，這些零件表面需要達到很高的精度，這就可以在加工過程中進行試切，使原始誤差得到一定程度的均化。在隨著加工過程的不斷的進行，在加工過程中通過對零件的比對，對存在的誤差不斷的進行修正，從而使這一批零件加工誤差不斷的減少。

3.3 轉移原始誤差

該方法的實質就是將原始誤差從誤差敏感方向轉移到誤差非敏感方向上去。轉移原始誤差至非敏感方向。各種原始誤差反映到零件加工誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向上有直接關系。若在加工過程中設法使其轉移到加工誤差的非敏感方向，則可大大提高加工精度。轉移原始誤差至其他對加工精度無影響的方面。

[1] 楊鐵梅.淺談機械加工影響配合表面的原因及對策[J]計量與測試技術，2009，(09).

[2] 張新偉，蔣薇.機械加工質量技術分析[J]今日科苑，2010，(12).