機械加工零件表面的質量控制措施

張 晉

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

機械加工零件表面的質量控制措施

張 晉

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

現代工業機械設備逐漸向精細化和自動化方向發展，對于機械零件的質量要求也日益嚴格，機械加工零件表面如果存在粗糙、毛刺、裂紋等質量問題，不僅會影響機械設備的整體性能，而且也制約了設備的工作效率。因此，必須在深入分析影響機械加工零件表面質量因素的前提下，探究強化質量控制的可行性措施，從而為提升機械零件加工質量和設備性能提供保障。

機械加工零件；質量問題；影響因素；控制措施

機械加工質量代表了一個國家的工業發展水平，尤其像國防、航空航天等高精尖行業內，必須要保證機械零件的加工質量和使用性能。但是在實際的生產和加工過程中，影響零件表面質量的因素是多種多樣的，如何采取有效的質量控制措施，一直是機械加工人員研究和關注的焦點。文章結合實際工作經驗，分別從工藝流程、切削參數、加工工序等方面提出了具體的質量控制建議。

1 影響機械加工零件表面質量的因素

1.1 影響機械加工零件表面粗糙度的因素

粗糙度是衡量機械零件加工質量的一個重要標準，不同性能、不同材質的機械零件，所要求的表面粗糙度也不盡相同，甚至在部分情況下，為了增加機械零件的摩擦力，還會要求零件表面具備一定的粗糙度。因此，機械零件加工時，并不意味者表面越光滑質量越好。總體來說，機械零件在加工時，對其表面粗糙度產生影響的因素主要包括材料自身特性和切削用量。

如果被加工工件是塑性材料，在切削加工中不可避免的會出現一定程度的塑性變形。如果選用的刀具厚度較大，在切削時還會產生一定程度的材料撕裂現象，致使切削面的粗糙度較高。在被加工工件對光滑度有著嚴格要求的情況下，加工后必然會影響到工件的正常使用。因此，機械加工零件材料的韌性越好，加工過程中產生的塑性形變也就越明顯。如果被加工工件是脆性材料，雖然不會產生工件形變問題，但是切削面會呈現出不連續的碎粒狀。這是因為脆性材料在加工過程中，刀具的切削速度較慢，隨著切削深度的增加，零件的磨削加工也會影響表面粗糙度。

1.2 影響機械加工零件表面物理機械性能的因素

首先，機械零件加工時出現表面冷作硬化。在進行工件加工時，必須要根據被加工工件的材料屬性、加工要求，合理選擇切削刀具和切削速度，這樣才能夠保證加工過程不會出現質量問題。如果選擇不當，導致零件加工過程中斷，就會在零件表面出現冷作硬化現象。冷作硬化會影響材料的整體性能，如果設備對材料要求極為嚴格，那么這種冷作硬化材料將失去使用價值。其次，材料組織結構發生變化，影響工件機械性能。部分金屬材料在高溫環境下，表層金屬會發生金相組織變化。在高速切削過程中，刀具會產生大量的熱，這些熱量會在瞬間導致金屬材料的強度和硬度下降，出現裂紋、凹凸不平等現象，影響工件的正常使用。再次，材料表層殘余應力的影響。由于加工過程中，零件表層溫度急劇升高，會導致表層材料的金屬比容增加，在熱脹冷縮作用的影響下，表層金屬會出現輕微程度的膨脹現象，進而形成了一定的殘余應力。對于一些大型工件來說，加工過程中產生的殘余應力可以忽略不計，但是對于一些精細化的零件，殘余應力很有可能導致工件失去利用價值。

2 加強機械加工零件表面質量控制的具體措施

機械零件表面的質量問題會影響整個零件的使用性能，尤其是對于精細化要求較高的設備來說，即便是表面微小的質量問題，也有可能導致整個設備出現運行故障。因此，在加工過程中，必須要嚴格進行加工質量控制，滿足設備使用需求。總結以往工作經驗，可以從以下幾方面進行質量控制。

2.1 制定科學的工藝流程

科學的加工工藝流程，能夠確保后續加工操作按部就班的開展，是強化零件表面質量控制的基礎性措施。首先，加工人員應當結合被加工工件的材料屬性、加工要求，合理選擇切削刀具，避免后期零件加工時出現切削面粗糙問題。其次，固定零件，并進行準確的定位。目前，數控機床成為機械零件加工的主要平臺，在設置好加工程序后，操作人員還必須要準確定位零件位置，并用夾具進行固定，保證零件加工的一次性完成，避免因加工中斷出現冷作硬化問題。除此之外，如果加工過程中出現工件松動，也會因多次裝夾而導致誤差過大，影響零件表面加工質量。例如，球孔是某航空公司的一些引擎吊架產品上的一個常有的特征，是用來裝入中空球體，從而起到聯接作用。所謂球孔，不是一個完整的球面，而是兩端有開口、中間是部分球面的孔（如圖1）。采用立式加工中心一次裝夾銑削加工的方法，同時加工多個球孔，利用機床的重復定位精度來保證球孔之間位置度。

圖1 球孔零件圖

2.2 選擇適當的切削參數

切屑參數包括切削速度、切削深度以及切削用量等內容。這些都會對機械零件的表面質量產生重要影響。例如，切削速度會影響零件加工表面的粗糙度，如果切削速度達不到標準范圍，就會在切削表面出現間斷性的橫向波紋，導致切削面粗糙，影響工件的使用質量；如果切削速度超過標準范圍，又會導致零件表面熱量堆積，表面材料因瞬時溫度過高而出現膨脹。切削深度也會在一定程度上影響工件表面質量，隨著切削深度的增加，切割部位會產生大量的積屑，這些積屑的大量存在，會影響刀具的切削力，嚴重情況下還會導致切削偏離預定設計，出現切削變形等質量問題。因此，必須要合理選擇切削參數，并適當使用切削液，減少刀具與零件之間的摩擦系數。同時，切削液也能夠帶走切削過程中產生的大量的熱量，對于保護工件表面質量有極大作用。

2.3 選擇合理的表面最終加工工序

零件的加工對于零件的性能有著十分重要的影響，如果加工過程中出現一定的問題，將會影響零件的正常使用。零件的最終工序的加工方法對于零件的加工質量有著十分緊密的聯系，因此最終表面加工工序的合理安排至關重要。零件表面最終加工工序加工方法不同對于零件的表面質量影響也不同。

[1] 陳選正，韓婷超.大面積薄板和粗糙表面電化學機械光整加工技術研究[J]，科技創新與應用，2013（7）:164-165.

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Quality control measures for the surface of machined parts

Zhang Jin
(Qigihar Two Machine Tool (Group) Co., Ltd., Qigihar 161000, China)

Modern industrial machinery is gradually refined and automation development direction for mechanical parts quality requirements are increasingly strict, if there exists a machined part surface roughness, burr, cracks and other quality problems, not only affects the overall performance of mechanical equipment, but also restricts the efficiency of the equipment. Therefore, must be on the premise influence factors of surface quality of machining parts in-depth analysis, explore the feasible measures to strengthen quality control, so as to provide protection to enhance machining quality and equipment performance.

mechanical parts; quality problems; influencing factors; control measures

張晉（1980— ），男，遼寧沈陽人。