淺論影響機械加工表面質(zhì)量的因素

李炎粉 崔華麗

機械加工后的零件表面實際上不是理想的光滑表面，它存在著不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂紋等表面缺陷。雖然只有極薄的一層，但都錯綜復(fù)雜地影響著機械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蝕性和疲勞強度等，從而影響產(chǎn)品的使用性能和壽命，因此，必須加以足夠的重視。

1加工表面質(zhì)量的評定

工件表面質(zhì)量的好壞是以表面粗糙度的大小來衡量的，表面粗糙度是指加工表面上所具有的較小間距和峰谷所組成微觀幾何形狀的特性，其評定參數(shù)有，輪廓算術(shù)平均偏差(Ra)，輪廓最大高度CRy)，微觀不平度十點高度(Rz)等。

2影響加工表面質(zhì)量因素

用金屬切削刀具加工工件表面時，表面粗糙度主要受幾何因素、物理因素和機械加工工藝因素三個方面的作用和影響。

(1)幾何因素。主要指刀具的形狀和幾何角度，切削加工后的工件表面下的切削層殘留面積的形狀與刀具形狀在理論上應(yīng)是一致的。刀具的刀尖圓弧半徑、主偏角、副偏角、切削用量中的進給量，以及刀刃本身的粗糙度等對表面粗糙度有直接的影響。

(2)物理因素。在切削加工過程中，刀具對工件的擠壓和摩擦使金屬材料發(fā)生塑性變形，引起原有的殘留面積扭曲或溝紋加深，增大表面粗糙度。當(dāng)采用中等或中等偏低的切削速度切削塑性材料時，在前刀面上容易形成硬度很高的積屑瘤，它可以代替刀具進行切削，但狀態(tài)極不穩(wěn)定，積屑瘤生成、長大和脫落將嚴(yán)重影響加工表面的表面粗糙度值。

(3)工藝因素。在加工過程中，工藝系統(tǒng)振動使刀具對工件產(chǎn)生周期性的位移，在加工表面上形成類似波紋的痕跡，增大加工表面的粗糙度，強烈的振動還會使切削無法繼續(xù)下去。

3減小表面粗糙度保證工件表面質(zhì)量

(1)制定科學(xué)合理的工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和加工規(guī)范等的工藝文件，科學(xué)合理的工藝規(guī)程是加工工件的方法依據(jù)，對科學(xué)合理的工藝規(guī)程的要求是：工藝流程要短，定位要準(zhǔn)確，選擇定位基準(zhǔn)時盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，如果定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時定位基準(zhǔn)盡量選擇質(zhì)量高的面作為基準(zhǔn)，若一個面上有好幾個設(shè)計基準(zhǔn)時以起主要作用的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，必要時還需添補必要的工藝凸臺或工藝孔，來保證加工工件表面質(zhì)量滿足要求，一次裝夾能加工完的面，盡量一次加工完成，有條件時盡量使用專用夾具。

(2)合理選擇切削刀具角度。從幾何因素看，刀具的前角適當(dāng)增大，刀具易于切入工件，可以減小切削變形和切削力，降低切削溫度，能抑制積屑瘤的產(chǎn)生，有利于減少表面粗糙度值；當(dāng)前角一定時，后角越大，切削刃鈍圓半徑越小，刀刃越鋒利；同時，還能減小后刀面與加工表面間的摩擦和擠壓，有利于減小表面粗糙度。精加工時，為了減少刀具與工件的摩擦和擠壓，以提高工件表面加工質(zhì)量，選取較小的主偏角和副偏角、較大的刀尖圓弧半徑，以得到較小的表面粗糙度。

(3)靈活運用切削用量。在工件材料、刀具幾何參數(shù)、車床等切削條件一定的情況下，選擇切削用量，不僅對切削阻力、切削熱、積屑瘤、工件的加工精度、表面粗糙度有很大的影響，而且還與提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本有密切的關(guān)系。粗車時，加工余量較大，主要應(yīng)考慮盡可能提高生產(chǎn)效率和保證必要的刀具壽命，所以應(yīng)首先選擇盡可能大的切削深度，然后再選取合適的進給量，最后在保證刀具經(jīng)濟耐用度的條件下，盡可能選取較大的切削速度。半精車和精車時，此時主要考慮要保證加工精度和表面質(zhì)量，由于被切削層較薄，切削阻力較小，刀具磨損也不突出，所以盡可能選擇較高的切削速度。刀具材料不同，選擇的切削速度差異很大，如當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀切削時，一般可選用較高的切削速度(Vc>80m／min)，高速鋼車刀應(yīng)選較低的切削速度(Vc(5m／min)，然后再選取合適的進給量，最后是考慮切削深度。通過這樣靈活運用切削用量，一般都能較好的保證工件的表面粗糙度。

(4)在切削加工中合理選擇潤滑液，提高冷卻潤滑效果，能減小切削過程中的摩擦，控制積屑瘤和鱗刺的生成，有利于減小表面粗糙度值，當(dāng)切削潤滑液中含有表面活性物質(zhì)如硫、氯等化合物時，潤滑性能增強，能使切削區(qū)金屬材料的塑性變形程度下降，從而減小了加工表面的粗糙度值。

4結(jié)語

一般來講，影響工件表面質(zhì)量的原因是多方面的，我們在切削加工時要根據(jù)實際情況綜合考慮各方面的因素，然后采取不同的措施以減少工件表面粗糙度值，以便達到合格的工件表面質(zhì)量要求。