影響機械加工表面質量的成因及改進措施

◎孫海峰

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影響機械加工表面質量的成因及改進措施

◎孫海峰

在機械加工的過程中，有效的保障機械加工零部件的生產質量，有效地保障機械加工零部件的表面質量，既能夠生產符合施工要求和標準的零部件，同時還能夠有效地提升機械加工的效率和水平。針對當前影響機械加工表面質量的諸多因素，應該采取強有力地措施，有效地提升機械加工的表面質量。

在機械加工的過程中，影響機械加工表面質量的因素是復雜的。機械加工表面質量直接關系著機械加工的質量，一旦機械加工的加工面表面質量出現問題，很容易影響被加工零部件的物理、化學及力學性能。產品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質量。科學的機械加工零部件的表面質量，能夠提升被加工物件的表面抗磨性、抗腐蝕性等性能，從而提升被加工物件的使用年限。

影響機械加工表面質量的成因

在機械加工的過程中，表面質量的優劣直接影響著被加工物件的使用性能，直接關系著被加工物件的使用年限。科學的可靠的表面質量，能夠充分發揮被加工物件的作用，能夠有效地提升被加工物件的生產質量，確保被加工物件始終處于良好的性能狀態中，更好地為生產服務。當然在機械加工的過程中，影響其表面質量的成因是多方面的，具體可包括以下因素：

切削加工影響表面質量。在機械設備的加工過程中，通過物理作用力來實現被加工物件的形狀變化，使得原材料符合生產所需，符合生產標準及使用規范。但在采用刀具對被加工物件進行切削的過程中，很容易因切削量過大、刀具敏銳性較低、刀具切口不均勻等因素，影響加工物件的表面質量，造成加工物件表面出現缺損、破損、雜質較多等多方面的表面質量問題。在使用同一機械設備對不同材料性質的加工物件進行加工的過程中，會因為加工物件性質和材料的不同，出現不同程度的表面質量問題。在機械加工的過程中，金屬物件是主要的原材料，在運用刀具對金屬物件進行切削時，刀具對金屬的擠壓產生了塑性變形，加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。在實際的機械加工過程中，加工物件的性能越優良，其表面質量問題越突出。

金屬表層的冷作硬化。在機械加工的過程中，金屬加工物件是主要的加工原材料。在機械加工的過程中，一方面受金屬加工物件的自身的塑性的影響，另一方面由于刀具在切削作業中會產生巨大的熱量，這些都會影響金屬原材料的塑性變化，使得金屬原材料自身的韌性降低，硬度增強。對于大部分金屬加工物件而言，硬度增強并非好事，一旦硬度增強，金屬原材料的柔韌性就容易降低，在使用的過程中，很容易因內外力的綜合作用，使得金屬加工物件產生嚴重的變形、扭曲、彎折等物理變化，從而影響機械設備的正常運轉。

表面層材料金相組織變化。在機械加工的過程中，會產生巨大的熱量，這些熱量作用于加工物件，很容易引起加工物價的表面層材料的金相組織變化，從而影響其表面質量。在機械加工的過程中，一旦加工物件的表面組織發生了畸變，那么加工物件自身的性能將會發生巨大的改變，這種改變往往不利于加工物件的優良性能的發揮，往往不利于加工物件使用性能的保持。而且在巨大的熱量的作用下，加工物件的強硬度會降低，同時其內部還會殘留一定的預應力，不利于加工物件的長久使用。同時，在機械加工中，伴隨熱量和力的共同作用，加工物價表層會出現裂紋、裂縫。

體積膨脹殘余應力增加。在機械加工的過程中，加工物件的表面質量問題還包括體積膨脹，這主要是因為在機械加工的過程中，由于刀具與加工物價的激烈作用，使得加工物價的性能發生了巨大的改變，使得加工物件內部的應力增加。加工物件內部的應力在不斷增加和累積的過程中，都容易使得加工物件的體積發生巨大的膨脹，從而不利于加工物件的性能和質量。此外，在機械加工的過程中，殘余應力的破壞力不僅僅會增加加工物價的體積，使得加工物件的體積發生巨大的膨脹，更容易威脅加工物件的綜合性能和質量。

機械加工表面質量的改進措施

在機械加工的過程中，造成加工物件表層質量的因素是多方面的。加工物件的表面質量出現了嚴重的錯誤，極容易影響加工物價的使用性能和使用壽命，最終造成巨大的生產浪費。鑒于此，在機械加工的過程中，應該根據影響表面質量的成因，及時做出改進，以確保機械加工的生產質量。

選擇合理的刀具。在機械加工的過程中，對于加工物件的直接作用力是通過刀具的作用而產生的，為了減少刀具對于加工物件表面質量的破壞，應該選擇科學合理的刀具。在實踐過程中，應該選擇較大的刀尖圓弧半徑、較小的副偏角或合適（=0）的修光刃或寬刃精刨刀、精車刀等。這些刀具對于金屬物件的性能的破壞力較低，能夠有效地降低加工物件內部性能的保持與平衡。在機械加工的過程中，加工物件的表面質量與刀具表面的粗糙度有直接的關系，因此在實踐中，應該加強刀具切削口的維修保養，避免切削口生銹。此外，還應該根據加工物件的性質和性能，選擇針對性較強的刀具，使得刀具對于加工物件的破壞力降低到最低程度。

選擇科學的材料。在機械加工的過程中，加工物件的材料直接影響著表面質量，直接關系著生產加工的質量。因此，在機械加工的過程中，應該選擇性能較好的生產材料。如果加工物件的塑性較大，那么在刀具切削的過程中，很容易造成表面粗糙度較高，鑒于此，在機械加工的過程中，應該根據加工物件的塑性大小，及時調整生產工序。對于塑性較大的材料，應該在切削前采用淬火技術來降低被加工物件的塑性。

有效改善切削環境。在機械加工的過程中，科學合理的切削工藝，科學的切削液選擇等都會直接影響加工物件的表面質量。因此，在機械加工的過程中，應該有效改善切削環境，根據加工物件的性能來選擇切削速度，同時選擇合理的切削液，確保機械設備的高速運轉，以降低加工物件的表面粗糙程度。此外，在機械加工的過程中，人們還經常運用滾壓、擠（脹）孔、噴丸強化、金剛石壓光等冷壓加工方法來改善表面層材質的變化。

在機械加工的過程中，加工物件的表面質量問題突出，不僅容易影響加工物件的表面粗糙度，影響加工物件的使用性能，同時還影響加工物件的使用壽命。鑒于此，在機械加工的過程中，應該根據加工物件的性能選擇科學合理的道具，運用切削液，并改生產工藝，改良生產性能，綜合性提升機械加工的質量。

（作者單位：濟寧技師學院）