王道青

（蘭州石化職業技術大學，甘肅 蘭州 730300）

在諸多的工業生產過程中，都需要利用各類金屬零件進行產品的機械加工。尤其在制造業領域，機械加工中各類金屬零件與整體生產直接掛鉤，金屬零件的效率和表面質量對生產起到了決定性的作用，也很大程度上左右了企業的經濟效益。但機械金屬零件在正常運作的過程中，常常會由于使用時間太長或者摩擦過度而產生表面質量下降的現象，進而導致整個機械出現表面質量下降，同時大大縮短機器金屬零件的壽命。除此以外，還會導致產品的生產質量大幅度下降，生產成本加大，企業單位的經濟效益整體下降。為了解決機械金屬零件金屬零件表面質量下降的狀況，需要從磨損表面質量下降的基本原因出發，找出高效、針對性更強的方法來解決運行過程中出現的各類問題。

1 機械加工的基本工藝

在當下的機械加工行業，隨著社會和科技的飛速發展，正在進行工藝流程的不斷突破和創新。在機械加工的過程中，金屬零件的表面質量會受到各種因素的影響而降低。為了改善金屬零件的表面質量，需要對相關的技術工人進行進一步的培訓，不斷提高他們的職業素養和技術技能。機械加工工藝，主要指的是對工件和零件進行進一步加工的整個過程，這個過程涉及諸多的技術要領和細節操作。這一過程中，可以讓毛坯的結構和金屬工件更加協調和適應，利用各種高效的方式對零件進行完善。在實際的加工過程中，主要分成粗加工和細加工兩類，一般來說需要率先進行粗加工的過程。接著，需要對毛坯的零件進行集中處理，主要針對其基準面進行處理，并對相關的加工設備進行高效的熱處理。最后，在整個過程中，還需要做好精細化的工序處理，主要的處理對象是平面零件的孔堿性[1]。在進行機械加工的過程中，需要考慮兩方面內容，首先是工藝的運行結構，接著需要充分考慮項目的管控，兩方面需要同時考慮并進行整合，讓整體的步驟和流程更加穩定和高效，最終按照一定的工藝要求進行實踐過程的優化[1]。

2 機械加工工藝過程對金屬零件表面質量的具體影響

2.1 對機械的表面粗糙度的影響分析

首先需要考慮的是，刀具的幾何形狀復映。道具在機械加工的過程中，需要進行進給運動，在這一過程中會對工件產生影響，在工件的表面會出現一些殘留的痕跡，呈現出一定區域的面積。為了減小切削的面積，需要對切削過程的各類參數進行降低，包括進給量、主偏角、刀尖的圓弧半徑等等。除此以外，還可以適當提高刀具的前角度數，減少整個機械加工過程中塑性形變的產生。也可以高效利用潤滑劑，讓刀具的刃磨質量得到一定程度的提高。通過這種方式，來進一步降低金屬零件的表面粗糙程度。在磨削加工的過程中，也會對金屬零件的表面粗糙程度造成較大的影響[2]。在這一過程中影響最大的因素主要是砂輪粒度、齊整度和磨削的速度等等，會導致金屬產生塑性形變。除此以外，冷卻潤滑液的基本質量，也會對金屬表面的粗糙程度造成干擾。

2.2 表面層殘余應力影響

在機械加工過程中出現殘余應力，有諸多的原因。首先，在切削的過程中金屬會產生塑性形變的現象，讓金屬的比容不斷增大，進而產生體積膨脹受限制的狀況。在這一過程中，殘余應力主要存在于表面的金屬層，而在內層的技術中，則會相應出現殘余的拉應力。接著，在切削的過程中，會在切削的區域內，由于各種因素的干擾，產生大量的熱量。在金相組織中，存在著密度和比容的巨大差異，也是殘余應力的重要原因。

2.3 零件直接粘連嚴重

在金屬零件中，常常會產生磨損失效表面質量不斷下降的現象。產生這一現象的一個重要因素便是零件間經常會出現的粘連狀況。這種零件間的相互粘連，會直接導致零件出現失效。

在金屬零件相互粘連的過程中，周圍的摩擦力會明顯增大，為相關的金屬部件帶去巨大的壓力。在金屬零件正常運作的過程中，大部分時間處于滾動的狀態，這時遇到強大的壓力阻力，表層應力數值會逐步攀升[1]。在這樣的情況下，需要涂抹潤滑劑減少摩擦力。而如果相關人員難以及時察覺，沒有及時使用潤滑劑，則會使得表層應力不斷攢聚，這些應力會提高零件的溫度，表面溫度的升高會使得部分金屬部件產生局部融化的現象。這時后續的生產過程會受到阻滯，溫度開始慢慢冷卻，使得各個部件之間相互粘連，直接切開原本金屬部件的銜接點，磨損部件的表面，產生大量碎渣，最終導致機械設備的磨損[3]。

2.4 疲勞磨損失效

在當下的制造業，由于市場競爭的加劇和經濟利益的驅使，各個加工企業存在著盲目擴大產量，追求更高利益的行為。在這種行為意識下，管理層便會設定更高的產量目標，為了達成這一目標，便會需要機械設備更長時間的運行。但機械設備本身，在長時間的工作運轉過程中，會大幅增加接觸應力。當接觸應力超過一定的限度，會產生一系列的不良反應。金屬零件本身的承受能力是有限的，在接觸應力不斷升高的過程中，會超出金屬零件的這種限度，進行超負荷工作，這時便會產生疲勞磨損，表面質量不斷降低[5]。但在正常運轉的過程中，這種疲勞磨損常常會被相關的工作人員忽視。當機械設備長時間處于高負荷狀態，便很容易產生嚴重的表面質量下降，這種狀況會改變金屬零件的基本特性和物理屬性，同時金屬零件的表面還會產生裂紋，進而降低機械設備的使用壽命。

2.5 熱形變對零件表面質量的具體影響

在進行機械的切割時，在加工工具的接觸過程中會產生十分頻繁的高速摩擦，這種摩擦會產生大量的熱量，這些熱量會進一步導致許多的元件產生受熱膨脹的現象。在這一過程中，需要合理調整加工過程中的各類參數[4]。如果沒有進行及時的參數調整，便會導致在熱量不斷消散以后，相關的零件隨即產生一定程度的形變，讓零件加工的表面質量難以滿足預期的標準。

3 在機械加工的過程中進行金屬零件表面質量改善的相關舉措

3.1 在磨削加工中的調整

在進行零件和工件的機械加工過程中，為了不斷提高金屬零件的表面質量，需要注重磨削加工的過程。相比于切削加工，磨削加工本身有著更多影響到金屬零件表面質量的環節和因素。最為基本的有幾何因素、金屬表面的塑形狀況等等，這些因素需要得到精細化的控制，除此以外，砂輪的基本性質，包括硬度、速度等等也會間接影響到金屬零件的表面質量。在工件被磨削轉圈的過程中，轉圈的粗疏也會直接影響到金屬零件的加工質量，需要依據加工的狀況進行調控。在機械加工時，零件會由于塑性形變的產生而不斷變形，這種變形現象比切削中更加嚴重，需要對切削熱進行防范[5]。

3.2 冷卻潤滑

在機械加工的過程中，為了提高金屬零件表面的質量，需要降低金屬零件的表面變形抗力和摩擦阻力，可以通過使用合理的切削液來實現。

在進行加工時，需要依據實際的加工狀況對切削液進行合理高效的篩選，同時需要高效利用合理的冷卻潤滑的方法進行輔助，盡可能減少在加工過程中零件的塑性形變現象和刀具的磨損狀況，進而使得金屬零件的表面質量得到提高。在對塑料材料進行高速的切削時，需要進一步增加切削液的使用，加工時可以更加高效地降低外部的摩擦和切削的溫度等等，可以很好地控制碎片瘤。

3.3 對設備的參數進行精準控制，防范受力變形

在進行機械加工的過程中，許多的操作流程需要相關的工作人員手動參與。例如在進行零件的加緊和切削時，常常會由于人員使用較大的力道，進而使得零件本身的額結構參數產生嚴重的偏離。為了提高零件加工的表面質量，需要在進行這些手動操作之前，先作出一系列的參數分析，相關工作人員需要依據機械加工的具體情況，分析和論證整個工藝的各類參數，強化系統結構的剛度，提高金屬零件表面質量的同時可以減少受力變形現象的發生，降低誤差發生的概率[6]。

3.4 提高工作人員的專業素養和能力

為了在機械加工的過程中，讓金屬零件磨損防范工作高效完成并保證更高的安全性，需要配備更為專業和負責的技術和管理人員對整個生產制造過程進行高效管控。對現有的工作人員，需要進行更加專業的培訓，提高工作人員的職業素養和專業能力，改善工作中存在的各種弊端?？梢砸M更多的高端技術人才和管理人才，充分利用當下的產教融合戰略進行校企合作，并建立更為完善的獎懲體系和監督體系，提高工作人員和管理人員的工作效率。提高相關管理者的責任意識，規范流程細節。

管理工作意義重大，對整個生產經營過程起著十分重要的調控指導作用，需要管理者具有較高的責任意識和專業素養，同時需要在每個環節中謹慎和細致，處理好每個細節中可能出現的問題。同時，在管理過程中，需要管理者時刻關注生產制造過程的質量和實際效果，高效進行磨損防護工作的開展。相關工作者應深入學習金屬零件磨損預防的經驗與知識，總結以往的經驗教訓，在工作中規范每個細節的操作流程[6]。

3.5 改善加工材料，充分利用加工技術

在進行機械加工工作時，需要高度重視加工材料的使用。在當下的加工領域，加工時所利用的材料相對陳腐落后，相關的性能需要進行不斷的更新升級，需要加強對加工材料的高質量生產和對國外先進材料的合理引入。在生產和引進的過程中，需要準確判斷相關的設備性能，依據加工的實際狀況進行生產的優化和合理采購。

對于正在投入使用的機械設備，需要及時進行檢查和維修[7]。對于尚未投入使用的機械設備，需要進行定期保養，提高機械設備的使用壽命。

在近年來，各類新型的加工技術不斷發展，機械加工工作也越來越離不開各類加工技術的協作，以往的機械加工方式已經難以滿足更高的金屬零件加工要求。因此，在進行機械加工察時，需要工作人員高效利用各類加工技術，高效掌握加工過程中的基本信息，提高機械加工工作的速度和質量，及時發現機械加工過程中影響金屬零件表面質量的因素并高效解決。

3.6 提高金屬零件的耐磨性

機械金屬零件中，使用的大部分零件都是金屬零件，在目前，金屬零件的磨損表面質量下降問題成為制約我國制造業迅速發展的重要關卡。

為了減少金屬零件的磨損和改善表面質量下降的問題，需要從金屬零件本身出發，不斷提升金屬零件的耐磨性，進而讓金屬零件面對外界的摩擦和空氣接觸有著更強的抗性，提高使用壽命，為企業生產帶去更多的經濟效益。提高金屬零件耐磨性的方法較多，其中十分常見的方法主要有五個。首先是強化表面的薄膜，來減弱外界其他原件和空氣對金屬表面的摩擦效果，主要采用的方法有離子注入和電鍍等等。第二種方法是進行化學熱處理，但是這種方法的適用范圍較小，通過對其他原件的滲入使得零件化學成分局部調整，這種方式的成本耗費較高，同時也會一定程度上降低生產效率。第三種方法是強化金屬零件的表面合金，主要利用高溫條件融化金屬的表層，接著進行迅速的冷卻，改變金屬零件的表面狀態，強化表面的合金。第四種方法是對零件表面進行熱處理，仍然采用高溫處理的方式，利用固態相變的理論，使得零件的形態發生改變，提高零件的基本性能。這種方法操作簡單，在機械金屬零件的磨損表面質量下降防護中應用較為廣泛。最后一種方法是完善零件的表面，主要利用噴丸對零件進行冷擠壓操作，使零件產生塑性形變，提高耐磨性。

3.7 充分利用數控技術和虛擬化技術

在計算機中，有著功能十分強大的各種編程技術。正是這種技術的存在，計算機才能進行高速的運轉。而數控技術正是以各種編程技術為基礎，首先利用編程技術將生產制造過程中的各類數據進行高效的存儲和處理，接著實現對生產制造的全局過程的控制，最終提高產品制造的效率，減少人力物力資源的消耗。數控技術，除了需要高效利用編程技術以外，還需要結合眾多的現代化技術，諸如電子感應技術和光電技術等等。除了提高加工制造的效率以外，數控技術還可以讓機械加工的管理工作更加便捷進而使得金屬零件的表面質量更高。通過有效的數控技術的應用，可在整個機械加工的系統中實現更加優化的配置，從而使機械加工制造過程更加完美。在科技列車高速前行的過程中，以計算機為載體，產生了各種科學技術。在制圖領域，出現了計算機的繪圖控制；在機械制造方面，產生了人工智能和現代仿真。在這些技術和現代其他信息大數據技術的結合，孕育了虛擬化的新技術。這項技術由各類新興技術相互結合形成了一個綜合性的系統。這個龐大的系統主要通過高效利用各類技術來完成對整個生產制造過程的模擬，對整個機械加工過程中出現的各類問題進行數據分析和高效解決，對可能出現的隱患進行提前的預防和排查，大大減輕工作人員的負擔和工作量，需要更少的技術人員和管理人員便可完成高效的加工制造，使得各類成本得到了降低，讓機械加工企業的競爭力和經濟效益都得到了很好的提升。

4 結語

在當下，市場競爭日益激烈，機械加工行業的各類要求越來越高，需要加工制造出表面質量更高的金屬零件。但在機械加工的過程中，存在著諸多影響零件加工精度的因素。首先，表面層殘余應力和熱變形現象會對零件產生較大的影響。

除此以外，腐蝕和摩擦現象也會一定程度影響到金屬零件的表面質量。基于此，需要考慮提高人員基本素養，利用新型技術，控制好各類參數等，對上述問題進行改善。