影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及改進(jìn)措施

王詩琦 于小強(qiáng)

摘 要：機(jī)械加工的主要檢測指標(biāo)是對加工精度的要求，機(jī)械加工表面質(zhì)量的高低直接決定了機(jī)械零件的使用方式和方法。 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用大大提高了已加工零件的表面質(zhì)量，同時(shí)也提高了已加工零件的性能。因此，有必要盡量減少各種因素對被加工零件表面質(zhì)量的影響，使表面質(zhì)量達(dá)到要求。分析了影響零件性能的因素，總結(jié)了相關(guān)情況，針對存在的問題，提出了有效的改進(jìn)措施和對策。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;表面性能;解決措施

前言

為了有效地保證加工表面性能滿足用戶的使用要求，保證設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，必須加強(qiáng)對影響加工表面的因素的分析，并積極采取相應(yīng)的解決方案 因此，有必要盡量減少各種因素對被加工零件表面質(zhì)量的影響，使表面質(zhì)量達(dá)到要求。

1.機(jī)械加工表面方式對于零件加工性能的相關(guān)影響

1.1表面加工程度對耐磨性的影響

將加工精度對機(jī)械零件表面的影響分為三個(gè)層次： （1）表面硬化工藝對零件耐磨性的影響。零件在加工過程中之所以要對表面進(jìn)行有規(guī)律的硬化處理，是因?yàn)樗苡行У靥岣吡慵砻娴挠捕龋罱K使其耐磨性得到提高。（2）零件的表面粗糙度有利于提高耐磨性。任何零件表面都有一定的粗糙度，因此，我們很容易知道，零件的兩個(gè)表面在接觸過程中，耐磨性較好的零件，對于不同零件之間的接觸面積越小，耐磨性越好。

1.2零件表面的質(zhì)量對其耐腐蝕性的影響

影響零件耐蝕性的因素很多，其中表面質(zhì)量的影響最大。零件表面的粗糙度也會影響腐蝕性物質(zhì)的堆積能力。例如，這些腐蝕性物質(zhì)更容易積累在低洼地區(qū)的粗糙表面。長期積累和明顯的腐蝕現(xiàn)象將降低零件的耐蝕性。此外，前面提到的壓力也會對零件的耐腐蝕性產(chǎn)生負(fù)面影響。沖擊過程主要是擴(kuò)大原始腐蝕開裂面積，導(dǎo)致化學(xué)腐蝕速率急劇增加。

1.3表面質(zhì)量對疲勞度的影響

（1）加工表層硬化時(shí)間對機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)的影響。 零件的硬化可以抑制現(xiàn)有裂紋的擴(kuò)展和新裂紋的形成。（2）表面壓力的參與可以使零件具有相對穩(wěn)定的疲勞強(qiáng)度，主要是由于原始拉應(yīng)力會使工件表面裂紋逐漸增大，從而可以減少工件表面的疲勞，同時(shí)拉應(yīng)力也可以有效地降低疲勞裂紋的速度，從而能夠在一定程度上控制零件表面的疲勞強(qiáng)度。（3）零件表面加工平整度對其疲勞度試驗(yàn)的影響。 在一定的狀態(tài)下，疲勞裂紋一般集中在表面粗糙度的最低點(diǎn)。

2.機(jī)械部件表面加工精度的影響因素分析

2.1切削力以及切削熱對零件表面質(zhì)量影響

由于切削零件會受到相關(guān)效應(yīng)的影響，零件的表面形狀會發(fā)生很大的變化，從而使零件出現(xiàn)冷卻硬化現(xiàn)象，使零件的變形概率變小，即零件的抗變形能力增加，零件的整體力學(xué)性能發(fā)生變化。切削加工機(jī)械過程中產(chǎn)生的熱量是不可避免的，如果過多的熱量，并且超過其本身就可以壓倒，所以零件表面的質(zhì)量會受到很大的影響，從而使零件表面的硬度發(fā)生變化，同時(shí)也會產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，使零件表面的質(zhì)量發(fā)生很大的變化。

2.2原始誤差對零件表面質(zhì)量影響的程度

原始誤差對零件表面質(zhì)量的影響還是非常大的，一般來說原始誤差存在的原因有兩個(gè)方面，首先是制造零件的機(jī)械設(shè)備本身存在誤差，另一個(gè)方面的原因是機(jī)械設(shè)備之間的相對位置擺放過程中產(chǎn)生一定的誤差，這樣就導(dǎo)致了最終零件具有誤差。，所以在今后的生產(chǎn)過程中，一定要注意這兩個(gè)方面對零件帶來的誤差，通過機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的提高以及操作人員技術(shù)水平的提高來減小零件的原始誤差，機(jī)械部件加工精度越高，整體質(zhì)量越好，使用壽命越長。

2.3 零件表面質(zhì)量與施壓壓力以及溫度的影響

切削是零件加工中必不可少的一道工序，但是切削過程會使得零件出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象，具體來說就是零件表面與內(nèi)部脫離，這樣的現(xiàn)象對導(dǎo)致零件表層的出現(xiàn)相對作用，同時(shí)還可能導(dǎo)致參與拉應(yīng)力的產(chǎn)生，影響零件的整體質(zhì)量。在機(jī)械加工時(shí)零件的表面層由于受切削熱的影響，零件基體溫度和表面層溫度間的溫度差變大，由于整體材料的熱縮系數(shù)不同，就會熱縮分離，產(chǎn)生變形、開裂的現(xiàn)象，進(jìn)而嚴(yán)重影響零件的機(jī)械加工表面質(zhì)量。

3.提升機(jī)械工件表面加工水準(zhǔn)的解決措施

3.1優(yōu)化的工藝流程，改善切削條件

選擇合理的切削條件以及制定科學(xué)的工藝流程是保證零件加工表面質(zhì)量的關(guān)鍵與基礎(chǔ)。流程要滿足定位基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一重合的原則，便于裝夾定位，確保零件加工方法具有合理性的前提是制定科學(xué)準(zhǔn)確的工藝流程，只有制定更加合理的工藝流程才能夠提高零件的整體質(zhì)量。所以科學(xué)的切削速度、切削刀具角度以及適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量等切削加工條件，才能有效地確保零件的表面機(jī)加工質(zhì)量。

3.2運(yùn)用更加先進(jìn)加工工藝來降低原始誤差

在加工機(jī)械零件時(shí)可以對先進(jìn)的加工技術(shù)進(jìn)行積極的引進(jìn)，利用誤差預(yù)防技術(shù)以及補(bǔ)償技術(shù)來使得零件加工品質(zhì)得以有效的，提升加工精準(zhǔn)性，降低加工誤差引發(fā)的表面質(zhì)量問題。利用更加先進(jìn)的設(shè)備，與此同時(shí)，引進(jìn)更加科學(xué)的工藝，只有做到這兩點(diǎn)才能夠提高零件的制造能力，還能夠改善原有加工工藝帶來的不足之處，通過均始化原始誤差和原始誤差轉(zhuǎn)移方式來減少主要原始誤差的影響，誤差雖然是不可避免的，但是可以通過更換加工設(shè)備，使用先進(jìn)的加工技術(shù)來不斷改善傳統(tǒng)加工誤差的影響。

3.3降低機(jī)械零件的殘余應(yīng)力和表面層熱變形對質(zhì)量的影響

加工零部件時(shí)，要結(jié)合設(shè)備的性能要求，建立加工指標(biāo)規(guī)劃設(shè)計(jì)，在提升表面性能方面，可以純化機(jī)械部件材料組成，減少熱縮現(xiàn)象對于材料性能的影響，改善切削液的加入方式和使用流程，降低殘余應(yīng)力產(chǎn)生的裂痕。除此之外，在制造零件的過程中，還可以利用相關(guān)的制造工藝零件來使得自身表面質(zhì)量得以有效的改善，增強(qiáng)工件表面材料性能的穩(wěn)定性，進(jìn)而減小在加工零件時(shí)產(chǎn)生的表面層熱變形與殘余應(yīng)力。

4.結(jié)語

要想保證機(jī)械設(shè)備能進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使機(jī)械零件具有良好的工作性能。所以，在加工機(jī)械的過程中對影響其表面質(zhì)量的關(guān)鍵性因素要進(jìn)行重點(diǎn)分析，并且要采取行之有效的措施，從而提高我國的機(jī)械加工表面的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

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