簡析機械加工表面質量對零件使用性能的影響問題

郭丙結

摘 ?要：科學技術的迅猛發展提升了企業對精密零部件的使用率，進而對零件加工的使用性能提出了更高的要求。在機械加工的過程中，其表面質量會對零件的使用性能產生產生影響，進而影響生產企業的發展。因此，如何提高機械加工表面的質量，以降低其對零件使用性能的影響成為當下亟待解決的關鍵問題。基于此，本研究在概述機械加工表面質量相關理論的基礎上，探究了其對零件使用性能的影響，并提出了提高機械加工表面質量的對策。

關鍵詞：機械加工;表面質量;零件;使用性能

中圖分類號：TH161 ? ? 文獻標識碼：A

前言：

機械零件作為機械設備的重要關鍵組成部分，其失效與否與零件使用性能有著極為密切的關系。在對零件進行機械加工的過程中，其加工質量，尤其是機械加工表面質量，會對零件的使用性能產生極大的影響，進而對機械設備產生影響。因此，對機械加工表面質量，以及其對零件使用性能的影響給予正確的認識是非常重要且必要的。

一、機械加工表面質量理論概述

機械加工表面質量主要是指在對零件進行機械加工后在微觀幾何結構、表層金屬材料性質方面產生的變化[1]。前者包括表面粗糙度和波度。后者包括表面層的冷作硬化、殘余應力以及金相組織變化情況。

二、機械加工表面質量對零件使用性能的影響

（一）對零件耐磨性的影響

零件磨損在機械生產中是難免的，依據磨損的時間順序，其可分為三個階段，即初期、中期以及后期。機械加工表面質量，尤其是粗糙程度，對零件的磨損程度有決定性的影響。摩擦力隨著表面粗糙的加大而加大，進而導致零件磨損的程度也就越高。為減低零件磨損程度，除提升零件光滑度外，還應運用科學的方法對零件需承受的摩擦力展開精準計算，以選擇最佳粗糙度，進而將零件使用性能提升。

（二）對零件耐腐蝕性的影響

零件的耐腐蝕性能還會受到表面粗糙程度的影響。由于零件表面粗糙，會導致凹槽形成，進而積累大量的腐蝕性介質，從而導致化學腐蝕的產生，尤其是在凸峰處位置，進而降低零件的耐腐蝕性[2]。殘余壓應力會影響零件表面的緊密性，進而導致腐蝕介質進入零件內部，從而將零件的耐腐蝕性降低。

（三）對零件配合精度的影響

表面粗糙度會對零件的配合精度產生影響。零件配合有間隙、過盈配合關系等。在間隙配合關系下，表面粗糙度過大，其極易發生零件磨損，進而將配合的間隙增大，進而影響配合精度。在過盈配合關系下，粗糙度過大，則會將過盈量、零件結合強度降低，進而影響零件可靠性。殘余應力是影響零件配合精度的一個重要因素，其過大會導致零件變形，從而影響零件的配合精度。

（四）對零件疲勞強度的影響

對于金屬零件來說，其在交變荷載的作用下，零件表面會出現應力集中，從而影響零件的疲勞強度。零件倒角、尖角以及突變等機構都極易導致應力集中情況的產生[3]。通常情況下，表面越粗糙，應力集中越容易出現，進而也越容易對零件疲勞強度造成影響。與此同時，表面粗糙度還將表面的摩擦力、接觸面積增加，進而降低其耐腐蝕性。另外，表面層的硬化也會對零件的疲勞強度產生影響。零件疲勞裂紋發生率會隨冷硬程度的增大而增多。除此之外，殘余應力也是一個亟待解決的問題。

三、進一步提升機械加工表面質量的對策

（一）注重工作流程的合理編制

為降低機械加工表面質量對零件使用性能的影響，應從源頭入手，通過合理編制工作流程，進而為表面質量的提升提供制度保障。在工作流程編制的過程中，應以精簡為原則，保證工作流程準備且簡短。與此同時，在對基準進行確定的過程中，應在最大的限度內保證設計基準與定位精準高度重合。當兩者難以保證重合時，可將高質量的表面作為基準。當設計基準在兩個及以上時，應以起主要作用的設計基準作為定位基準。另外，在機械加工時，應在最大的限度內確保一次完成，因而可通過相關制度的完善以降低乃至避免反復操作。

（二）注重切削參數的合理選擇

在機械加工中，切削參數是切削速度、深度、進給速度以及刀具角度等各類數據的統稱。切削參數的合理性與屑瘤形成有關，進而影響表面質量。在提升表面質量時，應以零件種類、加工尺寸為依據，對切削參數進行合理的選擇。通過切削參數的合理選擇，其不僅可以在一定程度上抑制積屑的形成，而且可以保證表面質量。以塑料材料加工為例，可選擇較大前角的刀具，進而可降低屑瘤的形成。這主要是由于當刀具的前角增大時，其會降低切削力，而切削力的降低則會減小由其產生的變形，同時還對縮短刀具與切削的接觸長度，進而抑制屑瘤形成。

（三）注重切削液與切削技術的合理性應用

切削液在改善刀具與工件摩擦系數方面有重要的作用，從而可以將表面質量提升。因此，在提升機械加工的表面質量時，還應注重合理選擇切削液。與此同時，切削技術可選擇超精密切削，其作為一種特殊的技術手段，可將表面粗糙度控制在極低數值下，但對刀具的鋒利程度有較高的要求。在應用這一技術方法的過程中，應堅持小走刀量和高速切削。

（四）注重最終加工方法的選擇

在對表面粗糙度進行控制時，可在最終工序處采用超精密加工、研磨等方法，對零件進行打磨。在最后工序應用上述方法，其不僅可以起到降低表面粗糙度的作用，而且可以起到增強零件使用性能的作用。與此同時，在減少加工是熱量過高以對零件表面產生損傷也具有一定的作用。除此之外，還應對零件表面的工作條件以及可能出現破壞的形成等進行綜合考量后選擇適宜的加工程序。

結論：機械加工表面質量作為機械零件加工后的表面層狀態，其不僅會對零件的耐磨性、耐腐蝕性產生影響，而且會對零件的配合精度、疲勞強度產生影響，進而對其使用性能產生影響，從而導致機械設備失效。由此可見，機械加工表面質量的重要性。為提升機械加工表面質量，應在工作流程、切削參數、切削液以及最終加工方法的選擇等方面給予關注和重視。

參考文獻

[1] ?連璞.關于機械加工零件表面紋理缺陷檢測方法的研究[J].南方農機，2018，49（23）：193.

[2] ?吳舒.機械加工表面質量影響因素分析及相應改善對策研究[J].橡塑技術與裝備，2016，366（2）：83-84，92.

[3] ?趙永生.淺談影響機械加工表面質量的因素與應對措施[J].中國高新技術企業，2016，353（2）：83-84.