影響機械加工表面質量的因素及措施分析

張馨予

（齊齊哈爾二機床集團有限公司，黑龍江齊齊哈爾　161005）

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影響機械加工表面質量的因素及措施分析

張馨予

（齊齊哈爾二機床集團有限公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

摘要：機械加工表面質量即粗糙度，其直接影響被加工件的物理、化學及力學性能以及產品的工作性能、可靠性、壽命。通過對零件表面粗糙度的影響因素的分析，可以知道影響表面粗糙度的因素有機床切削參數、刀具自身參數、工件材料性能及熱處理等多方面。采取合理選擇刀具、選擇合理的切削參數等措施，使加工品達到設計及使用要求。

關鍵詞：機械加工；表面質量；影響因素；措施分析

機械加工表面質量即粗糙度，其直接影響被加工件的物理、化學及力學性能以及產品的工作性能、可靠性、壽命。同樣機械零件的損壞及相關失效，大多都是從零件表面開始的。筆者通過多年的現場實踐經驗，對機械加工表面質量問題不斷進行總結和分析，文章指出了影響機械加工表面質量的因素，并提出了提高機械加工表面質量的措施，希望對從事機械加工的技術人員與操作者有一定的指導作用。

1　零件表面粗糙度對產品使用性能的影響

（1）表面粗糙度對零件表面相對磨損的影響較大。一般說表面粗糙度值愈小，相配合的零件穩定性、耐磨損性愈好。相互配合且轉動的零件由于表面粗糙度值過小，零件間的潤滑油不容易儲存，接觸面之間容易發生表面磨損加劇。對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了聯結強度。一個剛加工好的摩擦副的兩個接觸表面之間，最初階段在表面粗糙的峰部接觸，實際接觸面積遠小于理論接觸面積，在相互接觸的部分有非常大的單位應力，使實際接觸面積處產生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞，引起嚴重磨損。

任何零件的耐蝕性在一定程度上取決于表面粗糙度值大小。表面粗糙度值越大，則零件的凹谷中聚集腐蝕性物質就越多，抗蝕性就越差。表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。金屬加工過程中受交變載荷作用后產生的疲勞破壞往往發生在零件表面和表面冷硬層下面，因此，零件的表面質量對疲勞強度影響很大。表面粗糙度值愈大，抗疲勞破壞的能力就愈差。

（2）表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度。

（3）表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。

（4）影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。此外，表面粗糙度對零件的鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。

2　影響零件表面粗糙度的因素

（1）機械加工過程中影響零件表面粗糙度有機床振動、裝卡、刀具等因素，其中刀具的副偏角、主偏角、刀尖圓弧半徑等是刀具影響的主要因素。在一定的條件下，減小副偏角、主偏角、刀尖圓弧半徑都可以降低表面粗糙度。此外，適當增大刀具的前角以減小切削時的塑性變形程度，合理選擇潤滑液和提高刀具刃磨質量以減小切削時的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成，也是減小表面粗糙度值的有效措施。

（2）磨床磨削加工零件表面時，影響粗糙度的形成是由幾何因素和表面金屬的塑性變形來決定的。影響磨削表面粗糙的主要因素有：砂輪的自身屬性、磨削參數及冷卻潤滑液等。其中值得一提的是塑性材料加工時，由刀具對塑性材料的切削擠壓產生了塑性變形且刀具迫使切屑鐵屑與工件分離，使被加工件表面粗糙度值大。

3　提高零件表面粗糙度的措施

通過對零件表面粗糙度的影響因素的分析，可以知道影響表面粗糙度的因素有機床切削參數、刀具自身參數、工件材料性能及熱處理、工藝系統剛度和機床自身剛性、精度等多方面。因此采取以下一些措施降低零件的表面粗糙度，使其達到設計及使用要求：

（1）在機加工藝編制過程中選用與工件材料適應性好的刀具材料，機加現場避免使用磨損嚴重的刀具，這些均有利于減小表面粗糙度。

（2）對于塑性性能不適合加工的零件先進行熱處理，改變其內部的金相組織使其達到加工要求而降低表面粗糙度。

（3）選擇合理的切削參數，采用高效切削液，增強裝卡加工工藝系統剛度，提高機床的動態穩定性，都可獲得好的表面粗糙度。

（4）一些精度高、表面粗糙度要求高的零件，主要是采用精密、超精密和光整加工。選用較小的徑向進給量，選用較大的砂輪速度和較小的軸向進給速度，工件速度應該低些，采用細粒度砂輪；精細修整砂輪工作表面，使砂輪上磨粒鋒利，也可達到較好的磨削效果。選擇適宜的磨削液能獲得低粗糙度表面。

4　結語

現代的機械加工越來越精密，用戶對零件的表面也要求的越來越嚴格，本文只是筆者在生產實踐中的總結，希望能對相關企業有幫助，能提高機械加工零件的表面質量，提高了產品的工作性能、可靠性、壽命。

參考文獻

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［2］陳普.試析表面粗糙度對零部件的影響［J］.福建質量信息，2006，（8）.

［3］周志雄，毛聰，周德旺，任瑩暉.平面磨削溫度及其對表面質量影響的實驗研究［J］.中國機械工程，2008，（8）．

Factors Influencing the Surface Quality of Machining and Measures Analysis

ZHANG Xing-yu
（Qiqihar NO2 Machine Tool Group Co.，LTD.，Qiqihar，Heilongjiang 161005，China）

Abstract:The mechanical processing surface quality directly influences the physical，chemical and mechanics function of objects being processed and the performance and use life of products.Through the analysis of factors that influence the roughness of component's surface，we can know that the influencing factors include machine tool cutting parameter，tool parameter，workpiece material properties and hot processing. Using proper tools and cutting parameter can help to reach the design and requirements of processed objects.

Key words:mechanical processing；surface quality；influencing factors；measures analysis

作者簡介：張馨予（1982-），女，黑龍江齊齊哈爾人，碩士研究生，工程師，主要研究方向：技術管理。

收稿日期：2016-01-06

中圖分類號：TH161

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）02-0021-02