機械加工表面質量對零件的使用性能的影響及控制措施

張晉

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，各生產企業對于精密零件的使用率明顯上升，如何提高零件加工的精度、減少零件表面的粗糙度，便成為了零件加工中亟待解決的主要問題。因此，本文對機械加工表面質量對零件使用性能的影響進行初步分析，并針對如何加強機械加工表面質量，提高零件使用效果的問題展開討論。

關鍵詞：表面質量；零件；機械加工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.017

1 機械加工表面質量對零件使用性能造成的影響

1.1 對耐磨性的影響

在機械生產的過程中，零件的磨損是不可避免的。按照時間的先后順序可分為初期磨損階段、中期磨損階段以及后期劇烈磨損階段。零件的磨損程度是由受到零件表面的粗糙程度影響決定的。表面越是粗糙的零件，其摩擦力就越大，受到的磨損程度也就越高。但是，也不能完全光滑，否則潤滑油將無法附著在零件上，失去潤滑效果的零件在使用中很容易受到損傷。因此，降低零件磨損程度的方法并不是一味的提升零件的光滑程度。而是應該采用科學的方法，對機械零件所要承受的摩擦力進行準確計算，并根據結果選擇對于零件來說最佳的粗糙度，從而達到提高零件利用程度、減少零件磨損程度的目的。

1.2 對疲勞強度的影響

由于交變荷載的作用，金屬零件的表面或者表面直線會產生硬化層，從而出現疲勞破壞的情況。而疲勞強度直接關系到零件的表面質量問題。一般來說，零件表面的粗糙程度與金屬的抗疲勞能力具有較大關系。表面的粗糙程度不僅會增強表面的摩擦力，還會增加表面的接觸面積，因此，降低表面的粗糙程度，有助于耐蝕性的提高。

1.3 對配合質量的影響

在間隙配合過程中，粗糙度會對配合質量造成一定影響。粗糙度越強，零件受磨損的程度就越大，間隙也會隨之增大，從而導致配合之間出現了問題，無法保證配合的性質。間隙配合中出現的過盈配合會使配合間的連接強度降低，最終導致配合質量受損。

2 機械加工表面質量的控制措施

2.1 編制合理的工作流程

為了滿足加工工件表面的質量要求，必須制定科學合理的工作流程，并制定相關行為規范制度，在制定工作流程的過程中，要確保工藝流程的簡短與準確。在確定基準時，盡可能使定位基準與設計基準相重合。如果無法兩項基準無法保持重合，盡可能選擇質量高的面作為基準。如果一個面上存在著兩個以上的設計基準時，可以根據各個基準在表面上的作用來進行定位，將起到主要作用的設計基準作為定位基準。必要的時候還可以增加一些工藝上的花紋、孔洞來滿足工件表面的需要。在工件加工的過程中，盡可能一次完成，以免反復操作對工件質量造成損害。

2.2 合理的選擇切削參數是保證加工質量的關鍵

切削參數是機械加工過程中各類數據的總稱，例如：刀具的角度、切削的速度以及切削的深度等。在零件加工的過程中，要根據零件的種類及加工的尺寸來進行合理選擇，不僅可以在理論上降低加工殘留面積的高度，還可以對積屑瘤的產生起到一定抑制作用。由此看來，切削參數是保證零件加工質量的關鍵因素，這并不只是單一的理論認知，而是具有實踐依據的。在塑性材料的加工過程中，如果選擇較大前角的刀具，的確可以達到抑制積屑瘤產生的效果，刀具前角的增大，使刀具的切削力減小，切削產生的變形也隨之減小，縮短了刀具與切削的接觸長度，使積屑瘤無法形成。

2.3 超精密切削和低粗糙度磨削加工

所謂的超精密切削就是采用特殊的技術手段，將零件表面的粗糙度控制在一個極低的數值下的切削方法。使用這種方法的技術難點在于最后對微薄表面層的切削，由于表面層只有0.1μm，因此，在切削的過程中，對刀具鋒利程度的要求很高。除此之外，刀具還需要具備足夠的耐久度，這樣才能長期保持刀具的鋒利。從目前的情況來看，只有金剛石可以達到上述要求。使用超精密切削加工工件的過程中，要始終保持高速切削，走刀量要小，如此一來，才能使工件表面更為光滑，減少工件表面上的殘留物。

2.4 采用超精密加工、珩磨、研磨等方法作為最終工序加工

為了將工件表面的粗糙度控制在一個極低的范圍之內，通常會在一般加工步驟結束后，采用超精密加工、研磨、珩磨等方法對工件進行最后的加工打磨，降低工件表面的粗糙度。將其作為工件加工的最后一道工序，不僅可以減少工件表面的粗糙度，增加工件的使用性能，還可以減少加工過程中產生的熱量，以免熱量過高，對零件表面造成損傷。不僅如此，使用這種技術方法來降低工件表面的粗糙度成本較低，還可以實現多機床同時操作，生產效率較高，因此，這種技術出現以后，受到了各大機械制造企業的青睞，在零件生產加工中得到了廣泛的運用。以珩磨為例，珩磨就是一種對精加工的工件進行二次打磨，以求進一步降低其表面粗糙度的加工方法。在實際的工作中，要根據零件的形狀和大小，選擇將其固定在工作臺或夾具當中，固定結束后，將珩磨頭置于已加工的孔洞之中，由機床帶動珩磨頭作軸向運動，珩磨頭在壓力的作用下，可以實現對零件表面極薄層的切削。常見的研磨頭有機械加壓、氣壓以及液壓自動調節等幾種形式。由于珩磨磨頭與主軸始終保持浮動連接的狀態，及時主軸的回轉出現誤差，也不會對珩磨加工造成任何影響。

由于珩磨加工技術在實際工作中，是通過主軸帶動，做軸向往復運動，因此，在珩磨加工開始以后，不能任意的更改孔的位置，必須在加工開始以前，對孔位進行確認。工件在進行珩磨的時候，珩磨頭的往復速度快，但轉速并不高，在除去表面粗糙金屬物的同時，降低了工件的熱損傷。除此之外，珩磨相對于研磨來說，珩磨屬于全自動化的加工工藝，減少了工件加工過程中對人力資源的消耗，大大的提高了加工的效率，降低了加工成本。

3 總結

綜上所述，零件的表面質量對零件的使用性能影響很大，因此，在零件加工的過程中，要采用先進的科學技術手段，對其表面的粗糙度進行適當的處理，使其滿足零件在實際使用中的相關需求。因此，機械加工企業應該提高對零件表面質量的重視與控制，不斷地提升自身的監督管理水平，引進國際先進的加工技術，并針對企業的自身情況進行改良，使工件的表面質量得到有效的保障，從而提高工件加工的質量。

參考文獻：

[1]于慶東.基于回歸分析方法的工件表面質量影響因素研究[J].科技資訊，2015（18）.

[2]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）.