淺談機械加工零件表面的質量控制措施

李文龍，玄洪中

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淺談機械加工零件表面的質量控制措施

李文龍，玄洪中

（中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266031）

圍繞機械加工過程中零件表面質量的控制措施進行敘述，對質量控制對零件的影響和影響質量的主要因素進行了詳細介紹，從六個角度對機械加工零件的表面質量進行控制，希望能夠在一定程度上提高零件的表面質量，不斷提升機械加工的質量水平。

機械加工；零件表面質量；表面粗糙度；控制措施

近幾年來，我國的經濟發展水平不斷提升，工業化進程也在不斷推進，在這個過程中對于機械加工的要求也越來越高，為了滿足人們的高要求，同時也為了推動工業的現代化進程，相關人員需要對零件的表面質量進行控制，不斷減少零件的質量問題。

1 機械加工的整體質量對零件的主要影響

1.1 質量對零件耐磨損程度的影響

在機械零件的加工和生產過程中，零件的磨損現象是必然存在的，并且相關人員將時間作為標準，對零件的磨損程度進行了初期、中期和后期的劃分，與此同時，零件的表面粗糙度才是決定其磨損程度的因素。如果零件的表面呈現出十分粗糙的狀態，那么它就會產生很大的摩擦力，摩擦力越大，就會導致磨損現象越嚴重。但是零件并不是越光滑越好，如果零件十分光滑就會導致潤滑油無法發生作用，更容易損傷零件[1]。

1.2 質量對零件疲勞強度的影響

如果機械加工零件的表面質量不過關，那么零件在應用過程中就會容易出現問題，其中在疲勞強度方面會出現嚴重危害，交變荷載會使表面直線和金屬零件的表面產生一定的硬化層，這就會對其造成破壞，影響其使用壽命和正常工作效率。通常情況下，金屬的抗疲勞能力和零件表面的粗糙程度之間存在一定的關系，與此同時，零件表面的粗糙程度還會增加接觸面積，對于摩擦力的增多也有很大作用[2]。

1.3 質量對零件配合質量的影響

經過機械加工的零件會被應用在各種機械設備等內部，并且發揮很大作用，如果零件的表面質量存在問題，那么就會成為問題零件，影響與其他設備的匹配程度，也就是會對配合質量產生重要影響。

另外零件表面的粗糙程度也會對其配合質量產生作用，配合質量還與零件的間隙有關，間隙配合好說明零件整體質量高，但是間隙配合不好，就表明零件表面存在粗糙或者其他問題，同時裝配工作也會影響配合間隙[3]。

1.4 質量對零件耐腐蝕性的影響

在生產過程中，相關人員需要從多個方面保證零件的整體質量，其中內部的質量大多與零件本身材料的性質有關，但是其表面質量被切削工作、刀具選擇、磨損程度等各種因素影響，其中如果零件表面的質量存在問題，那么它的耐腐蝕性肯定較差。具體可以理解為表面質量差的零件其一定存在較大的磨損現象，如果零件表面磨損嚴重，就會導致很多腐蝕性物質附著在上面，加速腐蝕進度[4]。

2 影響機械加工零件表面質量的重要因素

2.1 影響零件表面粗糙度的主要因素

2.1.1 切削加工

刀具的幾何形狀、工件的材料性質和切削用量是影響零件表面粗糙度的主要因素，相關人員使用刀具對零件進行切削時，由于進給動作產生一系列殘留面積，造成零件表面粗糙。與此同時，相關人員對塑性材料進行加工的時候，金屬會被刀具擠壓而產生塑性變形的現象，刀具使用還會使得工件和切屑發生分離，不斷擴大零件的表面粗糙面積，這個時候如果工件的性質越好，粗糙面積越大[5]。

2.1.2 磨削加工

在開展切削工作的時候，工件由于切削動作產生的切削熱和切削力而出現一些物理性能上的變化，然后如果進行磨削加工，其產生的塑性變形會在很大程度上轉變其物理性能。在開展磨削加工的過程中，砂輪的力度、硬度、修整程度會直接對表面的粗糙程度造成影響，除此之外，磨削工作的速度也是重要的影響因素之一，并且磨削徑向進給量、光磨次數和冷卻潤滑液也會影響其粗糙程度[6]。

2.2 影響零件物理機械性能的主要因素

2.2.1 表面層冷作硬化

表面冷作硬化也指表面冷作強化，在切削工作中，由于切削力而發生塑性變形，變形之后的零件其內部就會發生扭曲、破碎等現象，而這種現象會在一定程度上提升表面金屬的強度和硬度，造成冷作硬化。因此，如果切削刃鈍圓半徑增大，就會使得其發生大面積的塑性變形，加劇零件的冷作硬化現象。

2.2.2 表面層材料金相組織變化

摩擦就會生熱，在對加工零件進行切削的時候，由于切削出現切削熱現象，該現象造成的溫度變化會對被加工表面的相變溫度產生影響，同時表面層的金相組織就會發生變化，最終對零件的物理性能產生影響。磨削工作會造成一定的燒傷現象，其中主要包括退火燒傷、回火燒傷和淬火燒傷三種類型，相關人員可以通過對冷卻條件進行改善來減少磨削燒傷現象。

2.2.3 表面層殘余應力

切削工作產生的塑性變形會導致表面金屬的比容不斷增大，然后就會產生殘余應力，另外，切削熱、密度的不同也會導致殘余應力的產生，而殘余應力就會直接影響其性能，相關人員需要采用特定措施解決殘余應力的問題。

3 提升機械加工零件表面質量的主要措施

3.1 做好切削工作中的參數選擇工作

在開展機械加工的過程中，相關人員需要合理展開切削工作的參數選擇工作，主要是由于合理、科學的參數選擇可以幫助零件提升質量，如果參數選擇出現錯誤，那么機械零件表面呈現出十分粗糙的現象。為此，技術人員需要對參數進行合理設置和選擇，具體來說，可以通過對切削工作之前的前角角度進行控制，另外，技術人員還需要合理使用切削液，對零件和刀具之間的摩擦力不斷進行控制。

3.2 保證零件加工流程的科學性

在對機械零件進行加工的時候，整個加工的工藝流程十分重要，它是影響加工零件表面質量的重要因素之一，如果加工流程十分科學合理，那么就可以保證后續的加工工序順利進行，每道工序的正常進行就是對零件表面質量的最好保證。在具體工作中，相關人員要結合實際工作內容對刀具進行合理選用，同時提高對零件固定工作的重視程度，然后還需要密切關注加工過程中工件的松動現象，避免問題發生。

3.3 盡可能避免殘余應力和熱縮性變形現象出現

在工作人員進行切削工作的時候，金屬表層內外和切削熱的比容、密度等存在一定的差異，就會造成殘余應力的出現，殘余應力會直接對加工零件的表面質量造成影響。除此之外，基體的溫度和零件表面的溫度也存在差異，這就促使出現熱壓縮應力，然后零件就會由于熱縮應力出現變形，進一步影響質量。

為了避免上述問題，相關人員可以采用冷壓制造工藝進行機械零件的加工，不斷提升零件的穩定性和質量。

3.4 刀具的選擇工作需要結合實際情況

在機械加工零件的時候，主要就是使用刀具對零件進行切削等工作。刀具會對加工零件的質量造成十分重大的影響，如果選用刀具的過程和結果十分科學合理，那么就可以對零件表面的質量進行合理控制和提升。在進行刀具選擇的時候，我們不能僅僅憑借其價格對其工作效果進行判斷，還需要考慮機械加工的經濟性，根據加工零件材料的特性進行刀具選擇，同時對經濟成本進行控制。

3.5 推動零件加工程序的科學化

我國的工業化處于不斷發展過程中，機械的加工工作也越來越重要，正確的加工順序不僅可以提升加工零件的表面質量，對于工業的發展進程有十分重要的作用，為此，相關人員需要對零件的加工順序進行控制，以此提升其質量水平。不同的零件材質不同，同時性能特征也存在很大差異，所以技術人員需要對零件的加工順序進行科學控制，不斷降低因為順序錯誤出現問題零件的可能性，提升加工效果。

3.6 不斷降低原始誤差

在工業生產和加工過程中，我們需要認識到誤差存在的客觀性，任何一個因素都可能會對加工和生產工作造成影響，因此，我們需要理解這些原始誤差對零件表面質量造成的影響。為了不斷降低誤差，相關人員需要在加工生產過程中提高先進生產和加工工藝的應用率，同時還需要采用先進檢查儀器對誤差等進行檢測和合理控制，不斷降低誤差對表面質量的影響。

4 結束語

文章將機械加工零件的表面質量控制措施作為敘述的主要內容，在現代化生產的過程中，很多零件在加工過程中容易出現問題，隨著工業化的不斷發展，問題零件就會對人們的生產和生活產生十分重大的影響，通過提出質量控制措施，可以在很大程度上減少出現的問題零件的數量，盡可能提升零件的質量。

［1］張晉.機械加工表面質量對零件的使用性能的影響及控制措施［J］.山東工業技術，2017（1）：21.

［2］張晉.機械加工零件表面的質量控制措施［J］.現代鹽化工，2016，43（5）：30-31.

［3］周禮旎.機械加工表面質量控制措施探析［J］.科技經濟導刊，2016（11）.

［4］劉建磊.機械加工零件表面質量控制分析［J］.南方農機，2017（24）：161.

［5］紅軍.機械加工表面質量管理中的不足及控制策略［J］.雜文月刊：教育世界，2016（3）：202.

［6］辛樞.機械加工零件表面質量控制分析［J］.中國設備工程，2016（8）：23-24.

2095－6835（2019）03－0070－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.070

〔編輯：嚴麗琴〕