影响机械加工表面质量的因素及改进措施

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机械加工表面质量的影响因素及改进措施

作者：廖玉腾 何建

来源：《科学与财富》2017年第19期

摘 要：在机械零件的加工中，需要同时注重机械零件的加工精度，以及零件表面的质量，这两方面的质量可以作为机械零件质量的主要评估依据。在机械生产加工作业中，机械零件表面在与产品接触的过程中，会造成一定的磨损，如果生产的产品还具有一定的酸性，就会腐蚀机械零件的表面，从而缩短机械零件的使用寿命，降低机械零件的可靠性。因此，提升机械加工表面质量显得尤为重要。本文对机械加工表面质量的影响因素及改进措施进行了简要分析。

关键词：机械加工；表面质量；影响因素；措施

1影响机械加工表面质量的关键因素

1.1切削力和切削热

切削加工是机械零件加工中的一道重要工序，是机械零件加工的一种主要的加工方法，而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。在切削加工中，加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。机械零件在切削加工过程中，会产生残余应力，表面层硬度也会发生改变，甚至改变金属材料的金相组织。在切削热和切削力的作用下，在切削的过程中，机械零件的表面层形态发生变形，进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面，零件变形的阻力加大，改变零件的物理机械性能。零件和刀具的相对高速运动中，会产生大量的切削热。零件表面层材料的温度如果超过特定的界限，金属零件表层的硬度和强度将会降低，零件表面层材料的金相组织也会受到影响，在表层产生一定的残余应力，零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。

1.2原始误差

理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值，就是所说的原始误差，它是在机械零件的加工过程中产生的。分析其形成的原因可知，机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。机械加工的表面质量，在很大程度上受到原始误差的影响。另外，机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响，测量仪器也会造成一定影响。原始误差主要包括两个方面，即调整误差和原理误差。调整误差其产生原因是在加工过程中调整加工设备、工件、刀具而形成的。而原理误差则是由于采用了相似轮廓刀具或相似成形运动而造成的。在机械加工的过程中，应采取有效的措施降低原始误差，提升机械零件加工的表面质量，从而延长机械零件的使用寿命，进一步提高产品的性能。 龙源期刊网

浅谈影响机械加工表面质量的因素及措施

摘 要：随着工业的不断发展，人们对机械的精密程度以及质量的要求越来越高，机械零件的任何表面缺陷，都会直接影响机械零件的工作性能。在机械加工中制约机械零件表面质量的因素有很多，只有对这些因素进行充分的研究分析，才能进一步保证零件的整体质量及工作性能。

关键词：机械加工；表面质量；影响因素；改进措施

前言

机械产品的工作性能以及使用寿命，在很多程度上取决于零件表面的质量，随着人们对机械产品质量的要求不断变高，对机械零件表面质量的监督与控制工作也在不断增强，为了严把质量关，对机械每一个组装的部位都要经过严格的质量审核，避免一切可能影响机械表面质量的因素发生。机械零件的损坏一般都是由表面开始，因此，研究机械加工表面质量及其影响因素，掌握其变化规律，对提高机械加工表面质量及产品使用性能具有重要的意义。

1 影响机械加工表面质量的因素

1.1 表面粗糙度对加工表面质量的影响

1.1.1 工件材料的性质对表面粗糙度的影响

零件表面粗糙值是受工件材料的性质所影响，在加工塑料材料的时候，由于加工器具对塑料的挤压，会导致塑料发生形变，另外加工器具在使切屑与零件分离的过程中释放的撕裂作用，也是导致零件表面粗糙值加大的原因。零件的柔韧性能越好，在切削中产生的形变就越大，其表面粗糙值就越大。在加工脆性材料时，刀具作用后的切屑一般呈碎粒状，因此切屑在加工过程中非常容易被崩到加工件的表面，使零件表面有很多屑点，导致粗糙值变大，严重影响零件表面的质量。

1.1.2 切削加工对表面粗糙度的影响

切削加工过程中，对零件表面粗糙度造成影响的因素是切削刀具在对加工件做进给操作时，其几何形状在加工件上的复映，即残留面积。选用合适的润滑剂，提高切削刀具的质量，加快切削的速度，降低切削的进给量等都可以降低切削加工对零件表面粗糙度的影响，从而提高零件表面的质量。

1.1.3 磨削加工对表面粗糙度的影响

同切削加工一样，磨削加工中零件表面的粗糙值也是由刀具的几何因素与零件表面的塑性形变共同决定的。磨削加工中，对零件表面粗糙度影响的主要因素有：

浅析影响机械加工表面质量的因素及改进措施

粗糙度的意思即是指经过机械加工的金属表面具有的微观不平度，被加工物品的化学性、力学性、物理性同样受到来自其被加工的质量的影响。机械设备的稳定性、使用周期、适用程度，机械构件的损坏度、抗腐蚀、抗磨损度和其防止疲劳磨损的性能，这些因素都会对加工物品的外表质量产生很大的影响。掌握机械设备的技术方法对加工外部质量产生影响的作用规律，以致改善加工程序，对增强加工物品外表质量、增强机械设备的使用效果，有着非比寻常的意义。文章将针对影响机械加工外表质量的因素，进行分析和研究。

标签：外表质量；因素；方法

1 影响机械加工表面质量的因素

1.1切削加工

刀具几何形状的复映

进给运动时，切削之后残留的印痕会留在作业层，复映出刀具的形态。为了达到降低外表粗糙程度的目的，可以采用增强刀刃的质量并使用润滑液，这样可以有效的减小塑性变形，同时防止抑制刀瘤、鳞刺的产生。另外，可以增加刀尖圆弧半径、降低进给量、主、副偏角，进而减小残留印痕的厚度。

工件材料的性质

被加工材料的外表粗糙程度跟材料的材质有关，材质呈现脆性，会在颗粒崩碎过程中出现麻点，材质呈现韧性，切削过程中扯拽的压力大，导致加剧变形。

磨削加工影响表面粗糙度的因素

磨削加工时，砂轮的粒度、强度、磨削速度、抛光频率、径向和轴向进给量、圆周进给速度、以及冷却润滑油品的使用，都是影响磨削外表粗糙的主要因素。几何因素和物品外层金属塑性的变化同样也对切削的粗糙程度有影响。

1.2 表面层材料金相组织变化

外层金属金相随着切削热量的变化而改变。

磨削烧伤是指被加工物品的外层温度超过了限值之后，金相变化就会出现，其硬度和强度随之减弱，同时残余应力或者微观细痕的出现。淬火钢进行磨削时，注意以下几种烧伤：回火烧伤，即磨削区温度处在淬火钢相变温度和马氏体转变温度之间是，出现回火马氏体组织就会转变为硬度偏低的回火组织（索氏体或者托氏体）的现象。淬火烧伤，即磨削区温度超过相变温度时遇有冷却液，而出现

影响机械加工表面质量的因素及改进措施

机械加工制造的主要检测指标就是加工精度的要求，对于机械加工表面质量水平直接决定了机械部件的使用方式和使用方法。为了有效保障机械加工表面性能满足客户的使用要求，保障设备顺利运转，需要加强加工表面影响因素分析，积极采取相对的解决策略。本文的分析思路主要分为三个步骤，首先是充分了解零件使用性能有影响的因素，然后对相关的情况进行总结，针对存在的问题，提出了有效的改进措施和对策，对于机械加工精准提升方面具有很大的现实借鉴意义。

标签：机械制造；表面性能；解决措施；加工部件

1 机械加工表面方式对于零件加工性能的相关影响

1.1 表面质量对疲劳度的影响

（1）加工表面层硬化时间对机械零件的疲劳强度测试的影响。对零件进行硬化加工可以遏制现存裂纹的扩展以及形成新的裂纹。（2）部件加工表面施加压力对疲劳强度的影响。其表面的参与压力能够使得零件具有相对稳定的疲劳强度，这主要是因为拉应力会让零件表面原有的裂纹逐渐变大，这样就可以大大降低零件表面的疲劳程度，同时拉应力还能够有效的减小疲劳裂纹产生的速度，所以才能够在一定程度上控制零件表面的疲劳强度。（3）零件表面的加工平滑性能对其疲劳程度测试的影响。在一定状态下，疲劳裂纹的出现一般都集中在表面粗糙的最低点处。

1.2 表面加工程度对耐磨性的影响

机械部件表面加工精度的高低影响分为三个级别：（1）零件表面淬火硬化流程对其耐磨性的影响程度。之所以在零件加工过程中经常会在表面做淬火硬化的处理方式是因为这样可以有效增大零件表面的硬度，最终使得其耐磨性得到提高。（2）零件加工面粗糙度有利于提升耐磨性能。任何零件表面都是有一定的粗糙性的，正因为如此，我们很容易得知，零件的两个表面在接触过程中，耐磨性能好的加工部件，对于不同器件之间的接触面积越小，说明耐磨性能越好。

1.3 零件表面的质量对其耐腐蚀性的影响

对零件的耐腐蚀性有影响的因素非常多，其中表面的质量的影响程度非常大。零件表面的粗糙程度对于具有腐蚀性物质的聚集能力也是有影响的，比如在粗糙表面的低洼处更容易聚集这些腐蚀物，长期积累，腐蚀现象明显，就会降低零件的耐腐蚀性。另外，之前提到的施压压力对零件耐腐蚀性也会有负面的影响，主要的影响过程是把原有腐蚀开裂处面积变大，使得化学腐蚀速率急剧增加。