機械加工質量的影響因素與管理策略

王奎

摘 要：得益于科學技術的不斷發展，制造業逐漸進入了機械化生產時代。機械加工的質量對機械產品的性能和使用壽命有很大的影響。只有嚴格控制加工過程，控制加工質量，才能保證機械產品的質量。本文主要概述了影響加工質量的重要因素，最后探討了提高加工質量的方法。

關鍵詞：機械加工;質量;影響因素;管理

機械化生產方式，與傳統的手動方式相比，具有更加高效便捷的優勢，因此，在現代技術、工業化發展日新月異的情況下，特別是在生產中，傳統手動加工方式許多行業的一部分已經被機械加工淘汰。在工業上，生產的機械化越來越體現在取代傳統的手工勞動。特殊環境下的零件，如高溫高壓，必須使用的重要零件，在使用過程中必須符合相關標準以確保安全，如果加工質量不能達到該零件的要求，零件的質量很容易不符合標準，因此，相應的質量控制人員必須更深入地研究加工精度和加工表面的質量控制。

1機械加工質量的內涵

1.1幾何方面的質量

在加工產品的過程中，產品的實際價值與實際計算的理論值會有一定的差距。以誤差形式加工的產品就是所謂的幾何質量，這種誤差在產品誤差的圓度和反映的表面粗糙度上會更加明顯，加工精度也會因為這些誤差而降低，所以加工質量會受到影響。

1.2材料方面的質量

材料的質量也可稱為變質層的加工，主要包括在表層加工過程中機械產品的物理性能、表層的硬化和金相組織的質量。在機械產品加工過程中，難以避免發生塑性變形的可能性，不同工件材料的范圍，塑性變形的差異較大，晶粒之間會發生多次移動動作，從而導致產品金屬硬度的變化，這也就是所謂的機械硬化表層。金屬的金相組織在加工過程中會發生一定的變化，這主要與表面金相組織變化引起的切削熱作用有關。

2機械加工質量的主要影響因素

2.1切削加工表面粗糙度

在加工過程中，在物理和幾何因素的影響下，導致被加工環節的表面比較粗糙，達不到預期的加工精度要求，主要的幾何因素包括工件轉速等參數不合理、切削偏差、切削進給不合理。例如，在切塑料材料時，由于設定的切割速度不正確，工件在金屬延展性的影響下發生變形，增加了加工表面的粗糙度。當設定進給量過低時，會增加表面粗糙度。此外，當問題嚴重時，不僅增加了加工表面的粗糙度，還會對工件造成損傷，增加了工件的廢品率，損壞的工件在后續加工中沒有任何價值。

2.2磨削加工表面粗糙度

在磨削過程中，磨削面是加工元件與砂輪磨粒接觸過程中形成的標記。在幾何因素和物理因素的影響下，設定的磨削量、砂輪轉速、工件轉速等參數不合理，影響磨削表面粗糙度。例如，當砂輪轉速較高時，單位時間內通過工件表面的磨粒數增加，磨削表面粗糙度與通過的磨粒數成反比，因此磨削表面粗糙度可以控制在較低的程度。但當砂輪轉速較低或工件轉速過高時，單位時間內通過工件表面的磨粒數減少，導致磨削表面粗糙度較高。得出結論：工件轉速和砂輪轉速的控制是影響磨削表面粗糙度乃至加工質量的關鍵。

2.3表面層冷卻硬化與材料金相組織變化

首先，在加工過程中，如果工件表面提前發生冷卻硬化現象，雖然可以在一定程度上提高金屬工件表面的強度和硬度，但同時，會產生額外的金屬變形抗力，導致金屬塑性下降，物理性能變化，對加工質量有不利影響。導致表面層硬化的因素包括工件本身的塑性特性、鈍頭刀具的半徑以及切削速度參數設置不當。第二，在加工的過程中，如果很長時間在高溫條件下，表面或表面溫度遠遠超過材料的相變溫度，使工件表層材料的微觀結構變化，易于磨削燒傷的質量，導致金屬工件表面硬度和強度大大降低，出現問題時，殘余應力在微裂紋中形成。

2.4表面層殘余應力

在加工過程中，如果工件的表層產生較大的殘余應力，在殘余應力的作用下很容易形成微觀裂紋。表面層的殘余應力是由塑性變形、切削熱和金相組織變化引起的。首先，在工件加工過程中，由于表面層的塑性變形，使工件表面金屬的比容增大，使工件體積膨脹，受到工件里層金屬阻止作用影響，在表面層中形成一定程度的殘余應力。

其次，工件在切削和磨削過程中長期處于高溫環境中，工件表面的金屬層吸收了大量的熱量，從而形成殘余應力。最后，由于不同材料的金相組織比熱容和密度特性的不同，如果在加工過程中發生金相組織的變化，就會受到密度和比熱容差異的影響，就會形成殘余應力。

2.5人為因素

近年來，隨著科學技術水平的不斷提高，機械加工技術體系日益完善，并引進了多項新的加工技術，在滿足加工質量、生產效率和加工精度的同時，復雜的工藝體系呈現發展趨勢，對專業的加工人員提出了嚴格的要求。但是，目前我國大部分機械加工企業普遍面臨人員專業素質參差不齊的現象，在機械加工過程中，受人為因素的影響，偶爾會出現加工質量問題。例如，在特殊加工技術中，應用超精密加工精度實現以納米級、原子單位為目標，使用化學能與熱能等超過原子間的結合能，如去除附著的原子工件表面原子與晶格變形之間，加工要求掌握機械化學拋光、電子束曝光、分子束外延、離子注入、激光加工技術的人員。

3提高機械加工質量的方法

3.1降低加工表面粗糙度

在加工機械產品時，切削力和熱量會影響機械產品，導致產品金屬表面的金相組織、硬化等問題，也會使機械產品表面金屬發生塑性變形。為了更好地解決這些問題，可以減少工件的殘留面積，在切削過程中，應選擇小刀具的主角和替代角，使用潤滑劑也是可取的。此外，正確的進給減量還可以有效降低加工表面粗糙度。加工表面的粗糙度主要受材料塑性和金相組織的影響。

因此，在加工具有高延展性的材料之前，必須先對材料進行正火，以降低材料的延展性，以確保材料能夠滿足金相組織變化的要求。 在切削過程中，切削方式也會影響表面粗糙度。根據不同的切削材料，合適的切削量和切削方式可以更好地保證加工表面的粗糙度。

同時，為了降低加工表面粗糙度和殘留區的高度，也為了保證切削厚度不被夾在工件之間，我們可以采用高速切削方法對塑料材料進行切削。但是，切削脆性材料不受切削速度的影響，因此在切削脆性材料時，可以使用高性能切削液來提高系統剛性和機床穩定性，以保證加工質量。

3.2提高表面層的物理學性能

在機械加工中，通過滾壓加工可以有效提高表層的物理性能。滾壓加工是指在常溫下用細砂輪對金屬表面進行擠壓，促使金屬表面發生塑性變形，將表層的凹凸部分向上和向下擠壓，以減少表面機械加工的粗糙度。使用這種方法加工機械產品，不僅可以在產品表面產生殘余壓應力，還能有效改善機械產品表層的物理性能。

結束語

在加工過程中，影響產品質量的因素很多。為了提高加工產品的性能和使用后的穩定性，質量控制人員應選擇適當的方式觀察制造過程，盡量避免這些影響因素造成加工產品的浪費。同時，機械加工企業必須提高對機械加工質量管理工作的重視程度，深入分析機械加工質量的主要影響因素，遵循實際出發原則，積極 落實上述管理策略，消除我國制造領域的薄弱環節。

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