關于表面粗糙度對機械零件使用性能的影響分析

裴艷芳

摘要：隨著科學技術的不斷發展，機械零件加工也變得更加重要，零件的表面質量是影響零件使用壽命的重要因素，即使是在同一精確和完整的產品加工方法的生產條件下加工的同一批次的零件，每個產品也不會一模一樣，如何提高零件加工精度，減少零件表面粗糙度，已成為加工中的一個亟待解決的問題。本文主要對表面質量對零件使用性能影響進行了簡單介紹，分析了影響表面粗糙度的因素，提出了機械加工表面質量的控制措施，僅供相關人士參考。

關鍵詞：機械零件 表面粗糙度 使用性能

引言：金屬部件表面的粗糙度是衡量金屬部件的重要指標，意味著金屬部件的表面在加工過程中只存在很小的峰值和間距。當金屬部件的表面粗糙度達到最小值時，部件的表面零件表面較粗光滑，由于零件表面較粗糙受工作臺和工具等因素的影響，所以在實際加工中，必須具有針對性的加工，分析每個零件的使用情況，然后實際的生產條件來選擇合理的粗糙度值。

一、表面質量對零件使用性能的影響

（一）對耐磨性的影響

表面質量對耐磨性的影響一般來說，表面粗糙度值越小，那么對應的其磨損性越好，但并不是表面粗糙度越小越好，如果粗糙度值太小，也會導致磨損增加。在機械生產過程中，零件的磨損是不可避免的。但是，這并不意味著零件表面就需要完全光滑，如果完全光滑，潤滑油就無法粘附在零件上，失去潤滑效果的零件在使用過程中很容易損壞，因此，減少零件磨損的方法不是零件的平滑性。相反，應采用科學的方法對機械部件所承受的摩擦力進行計算，并根據結果選擇部件的最佳粗糙度，以改善部件的使用并改善減少零件的磨損。

（二）對疲勞強度的影響

金屬經受變化載荷后引起的疲勞損傷通常發生在零件表面和表面冷卻層之下。由于交變載荷的作用，金屬部件表面或表面的硬表面硬化，而且表面粗糙度值越大，不僅增加了表面的摩擦，而且增加了表面的接觸面，減輕疲勞的能力越差，因此減少表面的粗糙度有助于改善耐腐蝕性。

（三）對配合質量的影響

在間隙配合過程中，粗糙度的大小會影響配合質量。粗糙度值大會使間隙增大，零件受磨損的程度就越大，從而導致配合之間出現了問題，這也會影響配對之間的粘接強度，無法有效保證配合和配合之間的過盈配合，最終導致配合質量受損。

（四）對耐腐蝕性能的影響

部件表面質量對耐腐蝕性的影響表面質量決定了耐腐蝕性的強度：加工表面的粗糙度越差的話，那么表面腐蝕性物質越容易積累，從而使得加工表面的耐腐蝕性越差。

二、影響表面粗糙度的因素

零件工作過程中存在摩擦力，當加工精度和潤滑條件一定時，表面粗糙度值將直接決定零件的耐磨性，在加工過程中，兩個零件向表面移動。接觸面積集中在波峰面積，理論接觸面積大于實際接觸面積，金屬零件的表面硬度必須硬化，提高零件表面的剛度，使得金屬零件的耐磨性和硬度可以提高。

除此之外，表面粗糙度與刀頸的半徑，進給量以及刀具的主偏角和負偏角也會給表面粗糙度帶來影響。在零件的切削過程中，刀具切削以及剃刀對工件的壓力，會使得金屬材料變形，使表面粗糙度惡化。除此之外切削液也會對表面粗糙度造成影響，在加工過程中，由于切削液可以穿透刀具的前后部，以及工具的背面，從而可以減少工具，切屑和工件之間的摩擦，并在表面上形成粘合膜，從而提高了加工材料的切削加工性能，提高了工件的表面質量。

三、提高機械零件加工表面質量的具體措施

（一）零件材料方面

1.合理選擇毛坯原材料的質量，從而提高坯料幾何尺寸的精度，選擇合適的表面硬度進行加工，提高整體結構的均勻性以及加工過程中切削力的穩定性，減少加工振動，有助于提高零件的表面質量。

2.通過適當熱處理改善切削加工性

加工冶金結構可以通過熱處理來改變，以提高材料的強度。例如，低碳鋼可以在正常火加工中適當提高硬度，高碳鋼硬度和工具鋼的硬度比較高，滲碳體粗粒結構，加工性能差，那么可以通過球化退火，從而降低硬度，不銹鋼可以通過調質處理，以減少其可塑性，提高機器零件的表面質量。

（二）刀具方面

提高刀具的鋒利度，選擇合適的材質，減少切削層的變形，以及摩擦中的擠壓變形，降低切削力和切削溫度，是提高零件表面質量的有效措施。

首先可以增加刀片的傾斜角度。通過增加刀具的傾斜角度，使得切割層壓碎和變形的切削阻力減小，刀具的切削效果極佳，減小刀尖圓弧的半徑，從而可以減少刀尖在切削過程中的變形，減小刀具的振動。改變切屑的流動方向，從而提高刀具的切削效果，除此之外還應該提高刀具磨刀的質量，抑制邊緣和鱗片的形成，從而保證零件的表面質量。

（三）冷卻潤滑方面

對于機械零件加工而言，應該合理選擇和使用切削液，這樣可以大大降低零件的抗變形能力和摩擦阻力，在實際加工過程中，必須根據具體情況選擇切削液，并根據正確的冷卻潤滑方法進行調整，也需要不斷調整合適的切削區溫度和切削溫度，從而有效減少刀具磨損，提高表面質量。

四、結語

隨著我國的科學制造技術不斷完善，相應的機械加工業也得到了迅速發展，機床的加工表面對零件的磨損性能有重要影響，作為制造方，應該詳細分析誤差原因，確定合適的表面粗糙度，采取對應的措施來提高機械零件的加工質量，針對不同的加工采取不同的預防措施，盡可能減少機械加工中的加工誤差，從而有效提高加工精度以及加工質量。