影響機械加工表面質(zhì)量的因素分析

邢婷婷

（中航工業(yè)沈陽飛機工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，遼寧 沈陽 110000）

人們所說的機械加工其實就是在對一些相關(guān)的機械零件加工之后，由于各種各樣因素的影響使得零件的表面質(zhì)量出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，也稱為粗糙度，在目前，這在機械加工中是一種比較常見的現(xiàn)象。在對機械表面質(zhì)量進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)，機械表面質(zhì)量出現(xiàn)問題是受到多方面因素影響的，所以想要解決這種問題，就需要采取相應(yīng)的措施，才能實現(xiàn)機械加工的可持續(xù)發(fā)展。

1 對產(chǎn)品性能的影響

（1）對零件耐磨性的影響。表面質(zhì)量對零件的磨損性是有著決定性的影響的，這主要是由于零件在運行或者是使用的過程中一旦表面粗糙是導(dǎo)致零件出現(xiàn)磨損的主要因素。一般是將零件的磨損分為三個階段，分別是初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。一般在使用的過程中，零件表面的粗糙值越小，在運行的過程中磨損的程度越少的，而且使用的壽命也是越來越長的，對其他原件的影響也是越來越小。但是在實際運行的過程中，如果表面的粗糙值太小，是不容易儲存潤滑油的，這樣元件在運行的過程中很容易與其他的元件接觸，增加了磨損程度。所以在元件制造的過程中要應(yīng)用各種技術(shù)手段來進(jìn)行分析與設(shè)計。

（2）對零件疲勞強度的影響。金屬在受到各種因素和荷載的作用之后是會產(chǎn)生相應(yīng)的變形和冷熱交替的模式，這樣就很容易使得金屬產(chǎn)生疲勞強度，所以機械加工表面質(zhì)量對疲勞強度的影響是比較大的，表面粗糙值越高，抗疲勞的能力是越差的。

（3）對零件耐蝕性的影響。零件對腐蝕性的因素是有一定的抵抗力的，但是一旦表面質(zhì)量出現(xiàn)問題，這就會在一定的程度上對零件的抗腐蝕性產(chǎn)生影響。如果零件的表面質(zhì)量是很好的，是不會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，但是一旦零件的表面質(zhì)量比較差的，零件就會出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

（4）對零件配合質(zhì)量的影響。機械表面的質(zhì)量與零件的配合質(zhì)量之間是有著明顯聯(lián)系的，表面質(zhì)量決定了配合的質(zhì)量，這也正說明了表面質(zhì)量對配合質(zhì)量是有著重要的影響的。表面的質(zhì)量越差，間隙配合的磨損程度也是越來越嚴(yán)重的，而且也會使間隙對越來越大的，這就會使零件之間的配合度大大降低。

2 影響機械加工表面質(zhì)量的因素

（1）切削加工。在對工件進(jìn)行加工的時候，如果使用的是幾何形狀的復(fù)映刀具的話，在使用的過程中是會出現(xiàn)殘留的大面積的切削層，而且切削層的形狀與幾何形狀的刀具是十分類似的。所以在使用幾何形狀的刀具進(jìn)行切削加工的時候要將刀具的進(jìn)給量進(jìn)行有效地減少，并且還要根據(jù)實際情況選擇適合的刀具，這樣才能夠使切削層的殘留面積不斷的縮小。

（2）工件的材料性質(zhì)。按照工件的材料性質(zhì)可分為兩類，分別是塑性材料和脆性材料。例如，在對塑性材料的工件進(jìn)行加工時，由于所使用的刀具會對金屬產(chǎn)生壓力，所以塑性材料發(fā)生變形，加工的時候很容易使工件之間出現(xiàn)分離的情況，機械加工表面質(zhì)量就會出現(xiàn)。如果工件材料的韌性越好，工件材料產(chǎn)生變形的幾率也越大，機械加工表面質(zhì)量越來越嚴(yán)重。所以在對塑性材料進(jìn)行加工之前要進(jìn)行加工處理，而且還要根據(jù)工件的性質(zhì)來選擇適合的刀具進(jìn)行切削加工。

（3）磨削加工。在對零件和工件進(jìn)行加工的時候，磨削加工也會使得機械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)。其實磨削加工所造成的表面質(zhì)量的過程是與上面所講的切削加工一樣，并且與切削加工相比，磨削加工導(dǎo)致機械加工表面質(zhì)量的因素是較多的，除了幾何因素、表面金屬的塑性、砂輪的速度、硬度以及磨削速度等之外，還會受到工件磨削轉(zhuǎn)圈次數(shù)的影響。在對工件進(jìn)行磨削加工的時候，工件會因為塑性因素的影響而出現(xiàn)變形的問題，與切削加工相比，磨削加工出現(xiàn)的變形問題是比切削加工更嚴(yán)重的，這主要是由于受到了切削熱的影響，所以在對工件進(jìn)行磨削加工的時候，表面層機械性能的改變是比較明顯的。

（4）表面層材料金相組織的變化。在對零件或者是工件進(jìn)行切削加工的時候，由于受到切削的作用影響，會在進(jìn)行機械加工的時候出現(xiàn)塑性變形，工件就會出現(xiàn)扭曲，晶粒之間就會出現(xiàn)移位，嚴(yán)重的話就會出現(xiàn)晶粒破碎的情況。這種現(xiàn)象將之稱為冷作硬化，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是可以提高表面金屬的硬度。但是在表面層金屬硬化在提高的過程中，金屬由于塑性的變形阻力是會相對應(yīng)的加大，這樣雖然是可以經(jīng)過有效降低塑性變形來使金屬的一些物理性質(zhì)發(fā)生變化，但是金屬在經(jīng)過冷作硬化之后，金屬的高能位就會出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)現(xiàn)象。在一定的情況下，這種不穩(wěn)定的狀態(tài)是會轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的，是將這一過程稱之為弱化，這一過程主要是受到溫度的影響。當(dāng)溫度上升到一定的程度時，表層金屬的金組織就會出現(xiàn)變化，在這一情況下金屬的強度和硬度就會不斷的下降，并且還會伴隨著殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，甚至還會出現(xiàn)微觀的裂紋，是將這種現(xiàn)象稱之為磨削燒傷。

3 改進(jìn)機械加工表面質(zhì)量的措施

（1）刀具的選擇方面。在選擇刀具的時候最好是選擇半徑較大的、尖呈現(xiàn)圓弧以及副偏角度較小的修光刀等，因為選擇這樣的刀具是能夠有效的縮小刀具所殘留的面積，使得機械加工的時候表面質(zhì)量是能夠進(jìn)行有效控制和改善的。而且在選擇刀具的時候，也是需要根據(jù)工件材料的適應(yīng)性來選擇使用哪種刀具是合適的，但是在選擇刀具的時候一定要避免選擇磨損嚴(yán)重的刀具，最好選擇刀具表面比較平整以及刀具是比較完整的，這樣可以降低機械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)。

（2）工件材料方面。機械加工表面質(zhì)量除了受到刀具的影響之外，還受到工件材料的影響。在工件材料中，主要影響機械加工表面質(zhì)量的因素其實就是工件材料本身所具有的塑性以及金屬的金組織這兩種。一般來說，塑性比較大的工件材料，例如，低合金鋼材料，是需要經(jīng)過正火鍛造處理的，這樣才能夠?qū)⒉牧系乃苄员M可能的降低之后，再進(jìn)行切削加工，如果不這樣做就會使得工件材料的表面無法保持光滑和平整。除此之外，還要根據(jù)機械加工的具體條件來選擇適合的工件金組織，如果在進(jìn)行機械加工的時候控制好這兩個方面，就能使機械加工表面的質(zhì)量大為改善。

（3）切削的條件。切削條件這方面主要是針對塑性的材料，在對塑性的材料進(jìn)行切削加工的時候，是要采用高速切削處理的，這樣不僅可以有效減少積屑瘤的產(chǎn)生、減少進(jìn)給量，而且高速切削還可以使工藝系統(tǒng)的剛度得到較大提升，機床的穩(wěn)定性會得到較大的保證，大大促進(jìn)了機械加工工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

總的來說，我國機械加工事業(yè)發(fā)展在不斷完善，但是在實際加工的過程中還是存在著一定的問題，機械加工的過程是受到各種因素的影響，這就使得機械加工表面質(zhì)量問題的出現(xiàn)，所以文章就主要是針對機械加工表面質(zhì)量問題進(jìn)行了分析與研究，并且在此基礎(chǔ)之上，還采取了相關(guān)的措施來解決機械加工表面質(zhì)量問題，不斷完善和改進(jìn)機械加工表面質(zhì)量。

［1］陳彥華.機械加工表面質(zhì)量的影響因素［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（24）.

［2］李凱云.機械加工表面質(zhì)量對機器使用性能的影響［J］.汽車運用，2008，（1）.