論如何提高零件加工表面質(zhì)量

摘要：機(jī)械零部件失效，一般從表面層開(kāi)始。產(chǎn)品的性能，零件表面加工質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品的耐久性與可靠性。本文指出了影響加工表面質(zhì)量的因素，并提出了改善表面質(zhì)量的措施，對(duì)工程實(shí)踐有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面質(zhì)量，是指加工后的部件加工表面微觀粗糙度，也稱粗糙，可以用三種代號(hào)加數(shù)字比如Ra＼＼Rz＼＼Ry來(lái)表示，機(jī)械圖紙通常情況下都有相應(yīng)的表面質(zhì)量要求。工件的力學(xué)、化學(xué)和物理等性能受加工的表面質(zhì)量影響很大。零件的表面質(zhì)量在很大程度上決定了產(chǎn)品性能，可靠性，壽命。由于表面質(zhì)量好的部分將在很大程度上增強(qiáng)耐腐蝕，耐磨性和疲勞斷裂能力，所以在一般情況下，重要或關(guān)鍵零件的表面質(zhì)量要求均高于普通零件。

機(jī)器在正常使用過(guò)程中裝配零件，由于其性能逐漸變壞，使他無(wú)法繼續(xù)使用，有時(shí)甚至突然損壞。究其原因，除了少數(shù)由于缺乏設(shè)計(jì)導(dǎo)致不夠，或因超負(fù)荷而造成的事故，主要是由于磨損，疲勞損傷與腐蝕。磨損，疲勞損傷與腐蝕發(fā)生在零件表面，或從零件表面開(kāi)始。因此，加工表面質(zhì)量會(huì)直接影響工作績(jī)效，特別是它的可靠性和使用壽命。

1. 影響表面粗糙度的因素

（1）影響表面粗糙度切削刀具幾何因素的復(fù)雜映射：要降低殘留面積高度，可減少進(jìn)給vf，主要角，邊角增大圓角半徑。除此之外，還要增加前角從而減小切削而導(dǎo)致的變形程度，為了降低切削變形和抑制刀瘤、鱗刺生成和表面粗糙度值應(yīng)當(dāng)選擇合理的潤(rùn)滑液和提高刀具刃磨質(zhì)量。（2）工件材料性質(zhì) 加工熱塑性材料，切割工具對(duì)于金屬擠壓產(chǎn)生塑性變形，再加上切削力與工件分離的撕裂作用，從而增加了表面粗糙度值。韌性愈強(qiáng)，金屬塑性變形大的工件材料，加工后的表面就愈粗糙。加工脆性材料時(shí)，其切屑呈碎粒狀，由于粒狀，斷屑，留下了許多坑的加工表面，表面粗糙度增加。 （3）切割用量 高速度切削塑料材料，可以減少進(jìn)給量從而提高表面光潔度。（4）磨削表面粗糙度的因素 幾何因素和金屬表面的塑性變形來(lái)決定了磨削表面的粗糙度值。主要影響磨削表面粗糙度的因素有：（1）研磨速度；（2）磨削徑向進(jìn)給量和光磨次數(shù)；（3）冷卻潤(rùn)滑液；（4）砂輪的粒度；（5）工件圓周進(jìn)給率軸向進(jìn)給；（6）砂輪的硬度；（7）砂輪修整。

2.改善加工表面質(zhì)量的措施

從前面分析知道，切削條件，刀具，工件材料和工具機(jī)精度等是影響表面粗糙度的主要因素。

了解影響表面粗糙度的因素之后，為了增加加工表面質(zhì)量，我們必須根據(jù)需要降低表面粗糙度。

改善表面質(zhì)量的主要措施有：

（1）刀具方面

用一個(gè)刀具較大的刀尖圓弧半徑，較小的副偏角或精車刀、寬刃精刨刀或適當(dāng)（= 0）的的修光刃等可以減少殘余面積。為了減小表面的粗糙度可以選擇和工件與切削刀具適應(yīng)性好的材料，磨損較嚴(yán)重的切割工具盡量避免使用。

（2）工件材料方面

工件材料性質(zhì)中，加工表面粗糙度受塑性和金相結(jié)構(gòu)的影響是較大的。對(duì)于塑料的大型低碳鋼，低合金鋼材料，想要切削加工后降低粗糙度可以先進(jìn)行正火處理從而減小塑性。工件材料應(yīng)當(dāng)有合適的金相組織（包括大小分布及狀態(tài)）。

（3）切削條件

要提高加工表面質(zhì)量可以提高切削的速度， 減少進(jìn)給，使用高效的切削液，提高工藝系統(tǒng)剛度，增加機(jī)床的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。

（4）加工方法方面

精密，超精密與光整是主要的加工方法。徑向進(jìn)給量的選擇要小，砂輪的速度必須快，軸向進(jìn)給速度要慢，選擇一個(gè)較低的工件速度，選擇一個(gè)粒度較細(xì)的砂輪，在修整砂輪時(shí)表面一定要精細(xì)，讓磨粒更鋒利，研磨效果更好。選擇與匹配的研磨液可以讓表面的粗糙度更低。

（5） 要提高加工表面質(zhì)量，可以減少殘余應(yīng)力和加工表面層形變強(qiáng)化

刀具幾何形狀的合理選擇，使用較大的后角與前角，研磨的時(shí)候最大程度的縮小切削刃刃口半徑；刀具的使用，對(duì)后刀具磨損寬度須合理限制；切削用量應(yīng)合理選擇，切削速度較高，進(jìn)給量??；為了降低加工表面層形變強(qiáng)化，應(yīng)當(dāng)有效加工用切削液。

當(dāng)殘余的應(yīng)力存在零件表面時(shí)，可明顯的降低疲勞強(qiáng)度，尤其是應(yīng)力集中或在腐蝕介質(zhì)中工作的零件，效果更為顯著。因此，它應(yīng)該有可能減少或避免殘余應(yīng)力。然而，影響產(chǎn)生殘余應(yīng)力的因素通常是比較復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，能降低切削溫度和塑性變形的因素都可以減少加工表面的殘余應(yīng)力。

此外，制造商可以使用金剛石壓光，擠壓（擴(kuò)大）孔，滾壓，噴丸強(qiáng)化等冷擠壓加工方法提高面層材料的變化。通過(guò)這些一系列的措施，可在生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中大大的提高加工零件的表面質(zhì)量，相應(yīng)的產(chǎn)品的使用壽命，可靠性，性能也會(huì)有所提高。

3.結(jié)論

由于機(jī)械加工表面對(duì)機(jī)器零件的使用性能如接觸剛度，耐腐蝕性，精度的穩(wěn)定性，協(xié)調(diào)性，耐磨損和疲勞強(qiáng)度有很大的影響，所以對(duì)機(jī)器零件的表面應(yīng)提出一些要求的表面質(zhì)量。

要達(dá)到零件表面加工質(zhì)量的要求，我們?cè)诩庸み^(guò)程中要根據(jù)加工的實(shí)際條件采用合理的措施。（作者單位：鄭州華信學(xué)院）

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