影響機械加工表面質量的因素及改進措施

白中虎

（河北省鹽山縣電力管件有限公司， 河北 鹽山 061300）

機械加工表面質量的含義是指機械設備被加工之后，表面的粗糙程度。這一表面粗糙程度會影響機械加工件的工作性能，一個機械零件是否具備好的使用壽命和工作性能，這與機械零件的表面質量有絕對關系。所以，我們應該研究好機械加工表面質量的影響因素及加工規律，來提高機械加工表面質量，為高效率、高質量生產服務。

一、機械加工表面質量與產品性能

1 對產品耐磨性的影響。一般來說，零件的表面粗糙度值小，它的磨損性能好；零件的表面粗糙度值大，磨損性能越差。但是，當表面粗糙度值太小的時候，反而會增加零件接觸面之間的摩擦，造成嚴重磨損或損壞。所以，接觸面的粗糙度值要適量，選擇一個合適的粗糙度值，才會使機械零件間更好的配合工作。2 對產品抗疲勞強度的影響。零件金屬受到力或方向的周期性變化，產生的疲勞破損不僅在零件的表層，而是到了冷硬層下面。所以，表面粗糙值越大，抗疲勞破壞的能力越差。3 對產品耐蝕性的影響。一般情況下，表面粗糙度值越大，抗蝕性就越差。4 對產品零件間配合效果的影響。當粗糙度值很大的時候，零件之間的磨損便會加大，一旦使零件處于緊密配合的狀態，便磨損了零件表層，降低了零件之間的配合效果及質量。

二、機械加工表面質量受哪些因素影響

1 切削加工對機械加工表面的影響。切削使用的刀具在對表面加工時，其刀具自身的形狀、切削角度等因素，會給加工表面留下切削痕跡。所以，減小表面粗糙度值，要對潤滑油及刀具的刃磨質量嚴格要求。工件材料的所屬性質也影響機械加工表面質量。對于加工塑性材料、韌性材料、脆性材料，在刀具的外力作用下，會產生較強、較明顯的變形或破壞，使表面粗糙。2 表面層冷作硬化對機械加工表面的影響。機械表面在加工過程中，因切削作用使加工品產生變形、破碎等，這會提高金屬的硬度和強度。表面金屬強化后，它的物理性質隨之變化。冷作硬化后的金屬，在相對溫度下很容易發生狀態轉化。表層金屬的質量將取決于金屬最后綜合作用的結果。然而，切削刀具、切削刃鈍圓半徑、切削速度及工件材料的塑性大小，是影響冷作硬化的主要因素。3 表面層材料金相組織變化。當切削熱溫度超出表面金屬承受范圍時，金屬的金相組織將會出現磨削燒傷。其中，磨削燒傷包括回火燒傷、淬火燒傷、退火燒傷三種。我們可以通過改善冷卻條件、減少磨削熱的產生、正確選擇砂輪等，來避免或降低磨削燒傷。4 表面層殘余應力。表面殘余應力的產生，是由金屬在切削時表面產生塑性變形、切削熱的產生、金屬表面金相組織不同，三個方面的因素引起。加工的最后一道工序，將會對加工件表面留下物理、化學影響，從而對零件使用功能產生影響。

三、如何提高加工表面質量

影響表面粗糙度的要素有切削條件、刀具、工件材料及熱處理等。因此，我們應該掌握相應技術，來降低加工表面粗糙程度，提高加工零件的表面質量。那么，如何提高加工表面質量。

1 刀具的選擇與使用。為了改善加工表面的粗糙度，刀具應該采用較大的刀尖圓弧半徑、較小的副偏角或合適的修光刃或寬刃精刨刀、精車刀。如車床加工和銑床加工時要注意進給量，吃刀深度，車床轉速，各導軌的間隙，主軸軸承的間隙，刀具的刃磨等因素。磨床加工時要注意各導軌的間隙，主軸的間隙，砂輪的平衡，砂輪的修整。電火花類的設備要注意電流、脈間、脈寬、步進速度的調整；還有好多設備的，最好能根據被加工的材料來選擇對應的合適的刀具。2 工件材料方面。塑性材料和材料的金相組織可對加工表面質量造成很大影響。要根據機械零件所需選取合適的塑性材料或金相組織。比如在加工中，塑性大的低碳鋼和低合金鋼材料，需經過正火處理，使塑性降低，切削加工后，可以使表面粗糙程度減小。工件材料的狀態，工件材料表面晶粒度大小及分布狀況應該有適宜的金相組織。材料的塑性和金相組織始終影響著機加工工件的表面粗糙度。3 切削條件的改善。一方面提高切削速度，減小切削的進給量，另一方面采用高效切削液，使工藝系統剛度增強、機床的動態穩定性有所提高，從而獲取較好的加工件表面質量。切削條件的改善可以有效提高機加工工件的表面粗糙度。4 加工方法的革新。第一，采用“精密”、“超精密”和“光整”的加工方法。例如采用小的徑向進給量和軸向進給速度，采用高速度砂輪速。并且嚴格要求砂輪的細粒度及鋒利程度。第二，選取合適的磨削液來降低粗糙度表面。減少加工表面層變形強化和殘余應力。我們可以合理的選取切削刀具及合理的切削用量，并且采用高速度的切削和較小進給量，加上有效的運用地切削液，就可以使加工表面的變形強化。

我們應當在機械加工中減少或避免殘余應力的產生，因為零件表面的殘余應力會使它的疲勞強度下降。使殘余應力的產生條件很多，比如減小塑性變形、降低切削溫度等。另外，滾壓、擠孔、噴丸強化等方法經常被應用于生產中，以此來改變表面層材質變化。這些方法的運用，會使機械加工零件的表面質 量提高，產品的工作性能、可靠性和產品使用壽命有大大的進步。

結語

研究機械加工表面質量，首先要分析掌握機加工的規律，更好的控制加工過程，使產品的表面質量提高，提高工件產品耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞破損能力，使零件的使用性能持久。其次，要研究影響機械加工表面質量的因素，通過切削加工來減小表面粗糙度值，對加工塑性材料、韌性材料、脆性材料的要注意把握影響表面粗糙度的各種因素。

[1]錢正艷.淺談影響機床加工工件表面粗糙度的要素[J].裝備制造技術，2010，（12）.

[2]喻德生.選取合適的磨削液來降低粗糙度表面的分析[J].中國機械.2011（11）.