影響機械加工表面質量的因素及措施分析

何來浩

摘要 當前，隨著市場經濟的不斷深化，使得各個企業之間的競爭也日益加大。而對于機械加工行業來說，提高機械加工表面質量能夠在一定程度上提高企業的競爭力。然后，在機械加工中表面質量的影響因素是多方面的。基于這種情況，就需要技術工人在金屬零件的生產制作加工過程中，盡力提高機械加工表面的質量，以提高產品的合格率?；诖?，文章對影響機械加工表面質量的因素及措施進行分析，以期能夠提供一個借鑒。

關鍵詞：機械加工；表面質量；影響因素；措施

1.機械加工

機械加工：廣義的機械加工就是指能用機械手段制造產品的過程；狹義的是用車床（Lathe Machine）、銑床（Milling Machine）、鉆床（Driling Machine）、磨床（Grinding Machine）、沖壓機、壓鑄機機等專用機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變制作零件的過程。

2.機械加工表面質量對產品性能的影響

2.1表面質量對耐磨性的影響

對于剛剛加工好的零件表面粗糙度對于零件接觸面積影響甚大，在剛剛使用階段，接觸的只是粗糙面的凸起，因此，接觸的面積比理論上的接觸面要小很多，由于接觸面積的減小造成了峰部應力加大。然后在使用的過程中由于應力作用使得峰部被破壞，接觸面產生變形以及彈性形變，這就是所謂的磨損，而且根據磨損的程度可以分為不同的磨損階段，分別是：初期階段、正常階段和嚴重磨損階段。從實際零件的生產加工來看，機械加工的表面粗糙度會給零件表面磨損造成很大的影響。在一般情況下，零件的磨損性和表面粗糙度值成正比，如果表面粗糙度值過低，其成品零件的磨損性也會比較好。這并不是說越是光滑的表面越好，在實際生產加工過程中，如果表面粗糙度值太低，就會使得附著在金屬零件表面的潤滑油流失，在金屬機械加工作業環境中，沒有潤滑油或潤滑油較少的潤滑程度達不到相關要求，就會嚴重影響機械加工效果。適當的粗糙度對于零件的保養也是有好處的。因此，機械加工表面粗糙度值要合適，既不能過高，也不能過低，根據這種情況，需要給接觸面的粗糙度設定一個比較科學合理的數值，該數值的大小與零件的工作情況密切相關。

另外，工作負荷和表面的硬化處理都會影響到零件的耐磨性。但是作冷作硬化處理時要注意不能將金屬的組織變得太過疏松，否則容易出現金屬脫落或者開裂現象。

2.2表面質量對耐蝕性的影響

金屬零件的腐蝕，通常和其所處的環境有關，比如，那些長時間暴露在腐蝕性介質中的金屬機械零件，就很容易產生化學腐蝕或者電化學腐蝕。在金屬機械零部件的粗糙表面的凹谷處，相較于其他位置，更容易促進那些腐蝕性介質的吸收，比如，暴露在酸性空氣中的金屬零件，會受到酸性氣體的影響，進而發生一系列化學反應，嚴重時就會使得金屬零件徹底報廢。

2.3表面質量對配合質量的影響

大多數機械零件的構成，包含好幾種金屬成分，有鎂鋁零件、鉛鋅零件等，在金屬零件從原材料到制作成成品的過程中，需要對其配合質量進行合理的調整，以最終實現金屬零件相關機械性能達到使用標準要求。而機械加工的表面粗糙度值，實際上也在機械加工環節發揮著重要作用，其值的大小對金屬零件配合表面的配合質量有著很關鍵的影響作用，一般來說，在金屬零件內部間隙的配合環節，一定要選擇那些表面粗糙度值合適的材料，若是其粗糙度值太大，那么實際生產加工出來的零件就會有很大程度的自身內部磨損程度，并且金屬部件的內部間隙會隨著磨損程度的加大而繼續擴大，最終就會導致金屬零件的配合性質達不到相關技術標準。基于這種情況，在控制表面質量時，必須要根據金屬部件配合質量的實際情況，合理控制其表面的粗糙度值。

3.機械加工表面質量的影響因素

3.1切削加工

切削加工質量和效果對整個機械加工表面質量的影響是等多方面的。其中工件材料、刀具幾何參數（主副偏角大小、刀尖圓弧半徑）、切削方式、切削用量、潤滑液、切削時塑性變形等，都會影響機械加工表面質量。另外砂輪粒度、砂輪強度、磨削徑向進給量等，也會影響表面機械產品加工質量。

3.2表面層冷作硬化

當出現冷作硬化現象時，機械加工產品表面層會出現塑性變形，結構、質地發生變形、彎曲，切割時晶粒會發生滾動，甚至出現碎裂現象。進而會增加外層金屬的堅度和韌度，導致金屬的塑性變弱，物理、力學性質隨之發生變化，給機械加工帶來不利影響，影響機械加工表面質量。

3.3表面層材料金相組織變化

切削熱使被加工表面溫度超過相變溫度，金相組織會發生相應的變化，給機械加工帶來不利影響。其主要的方式是回火燒傷、淬火燒傷、退火燒傷，當發生這種現象時，表層金屬強度和硬度會出現降低的情況，同時還會出現殘余應力，甚至還會引發微小裂縫現象，對機械表面粗糙度產生較大的不利影響。

3.4表面層的殘余應力

導致表面層殘余應力發生的原因有以下幾項：切削時表面金屬層內出現塑性變形，增大表面金屬比容；塑性變形只在表層金屬當中產生，但表層金屬比容增大，體積出現膨脹現象，進而引起殘余應力發生；另外，切削時在整個切削區會產生大量的切削熱；不同金相組織的密度、比容存在差異，當表面層金屬金相組織發生變化，比容變化受到金屬阻礙，引起殘余應力發生。

4.提高機械加工表面質量的措施探討

4.1 制定合理的工藝規程

要提高機械加工表面質量的首要和基礎措施就是制定合理科學的工藝規程，這對于一系列的加工流程有著指導作用，所以，制定一套系統而科學的工藝流程是十分有必要的。在制定好工藝流程后，要充分發揮其指導作用，依據其中的科學方法進行加工。

4.2 選取合適的刀具

在金屬零部件的切削加工過程中，刀具和金屬零件在接觸時由于摩擦力和切削力的作用，會產生大量的熱量，在高溫環境下，表面層金屬的一些性能就會發生微妙的變化，其中比較敏感的就是物理機械性能會發生較大程度的變化，具體表現為表面層金屬顯微硬度的變化，還有比較嚴重的現象就是一些金屬部件的金相組織也會發生相應的變化?；谶@種情況，若想盡可能縮減殘留的面積，在切削刀具的選擇時，應該使用那些刀尖圓弧半徑較大的，例如常見的較小的副偏角或合適的修光刃或寬刃精刨刀、精車刀等都是不錯的選擇。此外，在刀具的質量和品質方面一定要注意嚴格把關，要使用那些和工件材料適應性較好的刀具材料，盡可能減少那些磨損嚴重刀具的使用，以盡可能減小表面粗糙度。

4.3工件材料方面

金相組織和材料的塑性對金屬零件的表面粗糙度有著非常大的影響，若是塑性過大的材料，在切削加工之前可以通過正火處理以降低塑性，這類材料主要有低碳鋼、低合金鋼材料等。合格的工件材料必須要具備適宜的金相組織，像金屬零件的基本狀態、晶粒度大小及其分布狀況等，都屬于金相組織的范疇。在對機械零部件進行加工時，尤其是那些塑性材料的機械零部件，會在刀具的擠壓作用下，產生塑性變形，再加上刀具還會產生迫使零件切屑與工件分離的撕裂作用，就會使得零部件表面粗糙度值增大?？傮w來說，金屬工件材料的韌性越高，那么金屬的塑性變形也就會越大，其結果就是加工表面更加粗糙。這就需要在金屬零部件的加工時，一定要更具金屬材料的特性，來設計合理科學的技術工藝方法，盡可能提高金屬零件的表面質量。

4.4切削條件方面

對于不同材料的金屬零件，要根據不同材料的特性，選擇適合的切削工藝。對于比較常見的塑性材料的切削時，最好的切削工藝是高速切削，使用這種技術，在高速切削過程中，能夠最大程度的降低金屬材料的切削變形，同時還可以有效阻止積屑瘤的出現，這種技術工藝下切削的金屬零件，其表面粗糙度值往往較小。

4.5 切削液的選取

切削液的選擇也是切削過程中的重要步驟，影響著機械加工表面的質量。切削液的合理與否關系到工件與刀具的摩擦度，合理的切削液可以通過改善此摩擦度來降低切削力和切削溫度，這能夠有效減輕刀具間的磨損，從而提高機械加工質量。

5.結束語

當前，隨著科學技術的發展，對于機械加工表面質量的要求也在不斷提高，從而使得整個機械設備的質量都得到了進一步的發展，由此也對整個機械產生了一個保護措施。所以，在實際工作中，應該認識質量的影響因素，嚴格把握相應的技術操作規范流程，注重實際工作經驗總結。并且不斷引進新技術、新材料，從而提高機械加工表面的質量，促進機械加工行業的發展。

參考文獻：

[1]肖英軍.影響機械加工表面質量的因素及改進措施[J].科技創業家，2014，03：72.

[2]馬吉峰.淺析影響機械加工表面質量的因素及改進措施[J].科技創新與應用，2014，05：78.

[3]王樹國，馮憲琴.影響機械加工表面質量的因素及采取的措施研究[J].硅谷，2014，09：196-197.