[谈影响机械加工表面质量的因素与应对措施] 影响机械加工表面质量的因素有哪些
时间：2019-05-03 03:12:39 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：机械加工随着当前社会的发展其质量要求也在日益的提高。当前机械加工是以机床为基础进行的，然而由于各种因素的影响，使得机械在加工的过程中存在着诸多的质量隐患与缺陷。本文对机械加工表面质量进行了分析，指出在当前机械加工的过程中造成加工表面质量缺陷的影响关键，并提出相应的控制措施，为提高加工质量奠定基础。
关键词：机械加工;表面质量;改进措施
机械加工在当前社会发展的过程中成为人们探究的重点，机械是当前社会发展和生产中的主要基础设备，是各行各业在生产的过程中都不可缺少的基础设施。随着当前社会的不断发展，人们在机械加工的过程中对其质量要求也在不断的提高。机械加工表面质量是影响其交加工手段和加工措施的主要因素。机械加工表面质量是指零件在机械加工后，由于加工面的粗糙不平而出现的质量缺陷问题，也被称之为粗糙度，是当前机械加工过程中的主要影响因素和处理手段，更是在其加工的过程中进行分析和管理的措施。其加工后的表面质量是决定着其在应用的过程中加工件的物理化学特性的主要手段，更是影响产品外观和工作性能的主要方式。机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的。因此在当前的机械进行选择的过程中都是将机械表面平整性作为首选要素。这是因为表面质量好的零件会在很大程度上影响机械使用的寿命，更是影响着其耐摩擦性、耐蚀性和抗疲劳破损能力。是当前人们对各种机械在认识的过程中逐步总结出的挑选手段和方法。
1、机械加工表面质量对产品性能的影响
1.1 表面质量对耐磨性的影响
表面质量对零件的磨损有着决定性因素，是零件的运行的过程中由于表面粗糙带来的变化的主要影响因素和影响手段。零件磨损一般可分为三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。表面粗糙程度对零件表面磨损的影响是不可忽视的，一般在使用的过程中，表面粗糙值越小，其在运行的过程中受损越小，在使用的过程中其使用寿命长，对其他元件的影响小。但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，使得在元件运行的过程中容易与其他元件的接触面积增加，反而增加其磨损程度，因此，在元件制造的过程中要应用各种技术手段进行分析与设计，设计出相应的摩擦值。
1.2表面质量对疲劳强度的影响
在金属受到各种因素和荷载的作用之后会产生相应的变形和冷热交替模式，这就使得仅属于产生疲劳强度。因此，零件的表面质量对疲劳强度影响很大。使得在机械加工的过程中表面粗糙之越高，抗疲劳的能力越差。
1.3表面质量对耐蚀性的影响
零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，抗蚀性就愈差。
1.4表面质量对配合质量的影响
表面粗糙度值的大小将影响配合表面的配合质量。对于间隙配合，粗糙度值大会使磨损加大，间隙增大，破坏了要求的配合性质。对于过盈配合，装配过程中一部分表面凸峰被挤平，实际过盈量减小，降低了配合件间的连接强度。
2、影响机械加工表面质量的因素
2.1切削加工
刀具几何形状的复映刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。
工件材料的性质。加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
磨削加工影响表面粗糙度的因素。正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有：砂轮的粒度、砂轮的硬度、砂轮的修整磨削速度、磨削径向进给量与光磨次数工件圆周进给速度与轴向进给量冷却润滑液。
影响加工表面层物理机械性能的因素。在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述三项物理机械性能的变化会很大。
2.2表面层冷作硬化
冷作硬化及其评定参数。机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使品格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移，品粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化（或称为强化）。表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属的物理性质也会发生变化。被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态，只要一有可能，金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化，这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用，因此，加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有三项，即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度N。
2.3表面层材料金相组织变化
当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。
磨削烧伤。当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。
3、提高加工表面质量的措施
通过前面的分析，我们知道影响表面粗糙度的因素有切削条件（切削速度、进给量、切削液）、刀具（几何参数、切削刃形状、刀具材料、磨损情况）、工件材料及热处理、工艺系统刚度和机床精度等几个方面。
在了解了影响表面粗糙度的因素之后，我们必须根据需要降低加工表面的粗糙度，改善机械加工的表面质量。
提高加工表面质量的措施主要有：
3.1 刀具方面
为了减少残留面积，刀具应采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适(=0)的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀等。选用与工件材料适应性好的刀具材料，避免使用磨损严重的刀具，这些均有利于减小表面粗糙度。
3.2工件材料方面
工件材料性质中，对加工表面粗糙度影响较大的是材料的塑性和金相组织。对于塑性大的低碳钢、低合金钢材料，预先进行正火处理以降低塑性，切削加工后能得到较小的粗糙度。工件材料应有适宜的金相组织（包括状态、晶粒度大小及分布）。
3.3切削条件方面
以较高的切削速度切削塑性材料可抑制积屑瘤出现，减小进给量，采用高效切削液，增强工艺系统刚度，提高机床的动态稳定性，都可获得好的表面质量。
3.4加工方法方面
主要是采用精密、超精密和光整加工。选用较小的径向进给量，选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度，工件速度应该低些，采用细粒度砂轮；精细修整砂轮工作表面，使砂轮上磨粒锋利，也可达到较好的磨削效果。选择适宜的磨削液能获得低粗糙度表面。用，大大的提高了机械加工零件的表面质量，提高了产品的工作性能、可靠性、寿命。
4、结束语
机械加工是当前社会中不可避免的因素，其在加工的过程中随着当前社会技术的不断完善和各种先进设备的应用，其在加工的过程中对各种技术要求和设备精确度的要求也在飞速的提高，成为当前加工手段的主要改进方向，更是提高机械加工表面质量的前提和关键。
