淺議提高零件表面質量的方法

洪濤++詹俊

摘 要：本文通過對零件的表面質量進行分析，指出了影響零件表面質量的因素，并提出了提高零件表面質量的措施，對工程實踐有一定的指導作用。

關鍵詞：零件加工；表面質量；改進措施

機械零件的表面質量，是指零件在機械加工后被加工面的微觀不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面質量直接影響被加工件的物理、化學及力學性能。同時，決定了產品的工作性能、可靠性和使用壽命。

一、機械加工表面質量對產品性能的影響

（一） 耐磨性

一般零件的磨損可分為初期磨損、正常磨損和劇烈磨損三個階段。一般來說，表面粗糙度值越小，其抗磨損性越好。但表面粗糙度值也不能太小。因此，工件接觸面的粗糙度在不同的工作環境下有一個最佳值。

（二）疲勞強度

工件在長期受交變載荷作用后會產生的疲勞破壞，往往從零件表面和表面冷硬層下面開始產生破壞，直到突然斷裂，影響很大。

（三）耐蝕性

工件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。一般來說，表面粗糙度值愈大，抗蝕性就愈差。

二、影響機械加工表面質量的因素

切削過程中，刀具相對于工件作進給運動，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀與刀具幾何形狀有關。合理選擇進給量和刀具參數可以減小殘留面積。

機械加工過程中因切削力作用的存在，使材料發生塑性變形，會使表面層金屬的硬度和強度提高，這種現象稱為冷作硬化（或稱為強化）。強化后的金屬性能不穩定，容易向比較穩定的狀態轉化，這種現象稱為弱化。因此，加工后表層金屬的最后性質取決于強化和弱化綜合作用的結果。因為在切削過程中，會產生塑性變形和切削熱，使材料具有不同的組織，容易產生表面殘余應力。影響零件的使用。

三、提高加工表面質量的措施

通過前面的分析，我們知道影響表面粗糙度的因素有切削三要素（切削速度、進給量、切削液）、加工刀具（幾何參數、切削刃形狀、刀具材料、磨損情況）、工件材料及熱處理、工藝系統剛度和機床精度等幾個方面。

在了解了影響表面粗糙度的因素之后，我們必須根據需要降低加工表面的粗糙度，改善機械加工的表面質量。

（一）制訂科學合理的工藝規程

工藝規程是保證工件表面質量的基礎，科學合理的工藝規程是加工工件的方法依據。對科學合理的工藝規程的要求是工藝流程要短，定位要準確，選擇定位基準時盡量使定位基準與設計基準重合。

（二）合理的選擇切削參數

切削參數是保證加工質量的關鍵，選擇合理的切削參數可以有效抑制積屑瘤的形成，降低理論加工殘留面積的高度，保證加工工件的表面質量。切削參數的選擇主要包括切削刀具角度的選擇、切削速度的選擇和切削深度及進給速度的選擇等。試驗證明，主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑對零件表而粗糙度都有直接影響。在進給量一定的情況下，減小主偏角和副偏角，或增大刀尖圓弧半徑，可減小表面粗糙度。另外，適當增大前角和后角，可減小切削變形和前后刀面間的摩擦，抑制積屑瘤的產生也可減小表面粗糙度。比如在加工塑性材料時若選擇較大前角的刀具可以有效抑制積屑瘤的形成，這是因為刀具前角增大時，切削力減小，切削變形小，刀具與切屑的接觸長度變短，減小了積屑瘤形成的基礎。

（三）合理的選擇切削液

切削液是保證加工工件表面質量的必要條件。選擇合理的切削液可以改善工件與刀具間的摩擦系數，可降低切削力和切削溫度，從而減輕刀具的磨損，以保證工件的加工質量。

（四）工件主要工作表面最終工序加工方法

工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。

（五）加工過程中對參數的調整

1.根據工件材料性能、加工要求，選擇適合的刀具材料，有利于降低表面粗糙度。2.適當的增大刀具前角和刃傾角，降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。3.在精加工時，應選擇較小的進給量、較小的主偏角和副偏角、較大的刀尖圓弧半徑，以得到較小的表面粗糙度。4.在加工塑性材料時，采用較高的切削速度可防止積屑瘤的產生，減小表面粗糙度。5.加工前，應對工件材料進行適當的熱處理，以細化晶粒，均勻晶粒組織，改善切削加工性能，可減小加工后表面粗糙度。6.選擇合適的切削液，減小切削過程中的摩擦，降低切削區溫度，減小切削變形，抑制鱗刺和積屑瘤的產生，可以大大減小零件表面粗糙度。

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