簡(jiǎn)析機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響問題

郭丙結(jié)

摘 ?要：科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展提升了企業(yè)對(duì)精密零部件的使用率，進(jìn)而對(duì)零件加工的使用性能提出了更高的要求。在機(jī)械加工的過程中，其表面質(zhì)量會(huì)對(duì)零件的使用性能產(chǎn)生產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。因此，如何提高機(jī)械加工表面的質(zhì)量，以降低其對(duì)零件使用性能的影響成為當(dāng)下亟待解決的關(guān)鍵問題。基于此，本研究在概述機(jī)械加工表面質(zhì)量相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，探究了其對(duì)零件使用性能的影響，并提出了提高機(jī)械加工表面質(zhì)量的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;表面質(zhì)量;零件;使用性能

中圖分類號(hào)：TH161 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言：

機(jī)械零件作為機(jī)械設(shè)備的重要關(guān)鍵組成部分，其失效與否與零件使用性能有著極為密切的關(guān)系。在對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，其加工質(zhì)量，尤其是機(jī)械加工表面質(zhì)量，會(huì)對(duì)零件的使用性能產(chǎn)生極大的影響，進(jìn)而對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生影響。因此，對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量，以及其對(duì)零件使用性能的影響給予正確的認(rèn)識(shí)是非常重要且必要的。

一、機(jī)械加工表面質(zhì)量理論概述

機(jī)械加工表面質(zhì)量主要是指在對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工后在微觀幾何結(jié)構(gòu)、表層金屬材料性質(zhì)方面產(chǎn)生的變化[1]。前者包括表面粗糙度和波度。后者包括表面層的冷作硬化、殘余應(yīng)力以及金相組織變化情況。

二、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

（一）對(duì)零件耐磨性的影響

零件磨損在機(jī)械生產(chǎn)中是難免的，依據(jù)磨損的時(shí)間順序，其可分為三個(gè)階段，即初期、中期以及后期。機(jī)械加工表面質(zhì)量，尤其是粗糙程度，對(duì)零件的磨損程度有決定性的影響。摩擦力隨著表面粗糙的加大而加大，進(jìn)而導(dǎo)致零件磨損的程度也就越高。為減低零件磨損程度，除提升零件光滑度外，還應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)零件需承受的摩擦力展開精準(zhǔn)計(jì)算，以選擇最佳粗糙度，進(jìn)而將零件使用性能提升。

（二）對(duì)零件耐腐蝕性的影響

零件的耐腐蝕性能還會(huì)受到表面粗糙程度的影響。由于零件表面粗糙，會(huì)導(dǎo)致凹槽形成，進(jìn)而積累大量的腐蝕性介質(zhì)，從而導(dǎo)致化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生，尤其是在凸峰處位置，進(jìn)而降低零件的耐腐蝕性[2]。殘余壓應(yīng)力會(huì)影響零件表面的緊密性，進(jìn)而導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)進(jìn)入零件內(nèi)部，從而將零件的耐腐蝕性降低。

（三）對(duì)零件配合精度的影響

表面粗糙度會(huì)對(duì)零件的配合精度產(chǎn)生影響。零件配合有間隙、過盈配合關(guān)系等。在間隙配合關(guān)系下，表面粗糙度過大，其極易發(fā)生零件磨損，進(jìn)而將配合的間隙增大，進(jìn)而影響配合精度。在過盈配合關(guān)系下，粗糙度過大，則會(huì)將過盈量、零件結(jié)合強(qiáng)度降低，進(jìn)而影響零件可靠性。殘余應(yīng)力是影響零件配合精度的一個(gè)重要因素，其過大會(huì)導(dǎo)致零件變形，從而影響零件的配合精度。

（四）對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

對(duì)于金屬零件來說，其在交變荷載的作用下，零件表面會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。零件倒角、尖角以及突變等機(jī)構(gòu)都極易導(dǎo)致應(yīng)力集中情況的產(chǎn)生[3]。通常情況下，表面越粗糙，應(yīng)力集中越容易出現(xiàn)，進(jìn)而也越容易對(duì)零件疲勞強(qiáng)度造成影響。與此同時(shí)，表面粗糙度還將表面的摩擦力、接觸面積增加，進(jìn)而降低其耐腐蝕性。另外，表面層的硬化也會(huì)對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。零件疲勞裂紋發(fā)生率會(huì)隨冷硬程度的增大而增多。除此之外，殘余應(yīng)力也是一個(gè)亟待解決的問題。

三、進(jìn)一步提升機(jī)械加工表面質(zhì)量的對(duì)策

（一）注重工作流程的合理編制

為降低機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響，應(yīng)從源頭入手，通過合理編制工作流程，進(jìn)而為表面質(zhì)量的提升提供制度保障。在工作流程編制的過程中，應(yīng)以精簡(jiǎn)為原則，保證工作流程準(zhǔn)備且簡(jiǎn)短。與此同時(shí)，在對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行確定的過程中，應(yīng)在最大的限度內(nèi)保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位精準(zhǔn)高度重合。當(dāng)兩者難以保證重合時(shí)，可將高質(zhì)量的表面作為基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在兩個(gè)及以上時(shí)，應(yīng)以起主要作用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。另外，在機(jī)械加工時(shí)，應(yīng)在最大的限度內(nèi)確保一次完成，因而可通過相關(guān)制度的完善以降低乃至避免反復(fù)操作。

（二）注重切削參數(shù)的合理選擇

在機(jī)械加工中，切削參數(shù)是切削速度、深度、進(jìn)給速度以及刀具角度等各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)稱。切削參數(shù)的合理性與屑瘤形成有關(guān)，進(jìn)而影響表面質(zhì)量。在提升表面質(zhì)量時(shí)，應(yīng)以零件種類、加工尺寸為依據(jù)，對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行合理的選擇。通過切削參數(shù)的合理選擇，其不僅可以在一定程度上抑制積屑的形成，而且可以保證表面質(zhì)量。以塑料材料加工為例，可選擇較大前角的刀具，進(jìn)而可降低屑瘤的形成。這主要是由于當(dāng)?shù)毒叩那敖窃龃髸r(shí)，其會(huì)降低切削力，而切削力的降低則會(huì)減小由其產(chǎn)生的變形，同時(shí)還對(duì)縮短刀具與切削的接觸長(zhǎng)度，進(jìn)而抑制屑瘤形成。

（三）注重切削液與切削技術(shù)的合理性應(yīng)用

切削液在改善刀具與工件摩擦系數(shù)方面有重要的作用，從而可以將表面質(zhì)量提升。因此，在提升機(jī)械加工的表面質(zhì)量時(shí)，還應(yīng)注重合理選擇切削液。與此同時(shí)，切削技術(shù)可選擇超精密切削，其作為一種特殊的技術(shù)手段，可將表面粗糙度控制在極低數(shù)值下，但對(duì)刀具的鋒利程度有較高的要求。在應(yīng)用這一技術(shù)方法的過程中，應(yīng)堅(jiān)持小走刀量和高速切削。

（四）注重最終加工方法的選擇

在對(duì)表面粗糙度進(jìn)行控制時(shí)，可在最終工序處采用超精密加工、研磨等方法，對(duì)零件進(jìn)行打磨。在最后工序應(yīng)用上述方法，其不僅可以起到降低表面粗糙度的作用，而且可以起到增強(qiáng)零件使用性能的作用。與此同時(shí)，在減少加工是熱量過高以對(duì)零件表面產(chǎn)生損傷也具有一定的作用。除此之外，還應(yīng)對(duì)零件表面的工作條件以及可能出現(xiàn)破壞的形成等進(jìn)行綜合考量后選擇適宜的加工程序。

結(jié)論：機(jī)械加工表面質(zhì)量作為機(jī)械零件加工后的表面層狀態(tài)，其不僅會(huì)對(duì)零件的耐磨性、耐腐蝕性產(chǎn)生影響，而且會(huì)對(duì)零件的配合精度、疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)其使用性能產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備失效。由此可見，機(jī)械加工表面質(zhì)量的重要性。為提升機(jī)械加工表面質(zhì)量，應(yīng)在工作流程、切削參數(shù)、切削液以及最終加工方法的選擇等方面給予關(guān)注和重視。

參考文獻(xiàn)

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[3] ?趙永生.淺談?dòng)绊憴C(jī)械加工表面質(zhì)量的因素與應(yīng)對(duì)措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016，353（2）：83-84.