淺議提高零件表面質(zhì)量的方法

洪濤++詹俊

摘 要：本文通過(guò)對(duì)零件的表面質(zhì)量進(jìn)行分析，指出了影響零件表面質(zhì)量的因素，并提出了提高零件表面質(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：零件加工；表面質(zhì)量；改進(jìn)措施

機(jī)械零件的表面質(zhì)量，是指零件在機(jī)械加工后被加工面的微觀不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面質(zhì)量直接影響被加工件的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。同時(shí)，決定了產(chǎn)品的工作性能、可靠性和使用壽命。

一、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品性能的影響

（一） 耐磨性

一般零件的磨損可分為初期磨損、正常磨損和劇烈磨損三個(gè)階段。一般來(lái)說(shuō)，表面粗糙度值越小，其抗磨損性越好。但表面粗糙度值也不能太小。因此，工件接觸面的粗糙度在不同的工作環(huán)境下有一個(gè)最佳值。

（二）疲勞強(qiáng)度

工件在長(zhǎng)期受交變載荷作用后會(huì)產(chǎn)生的疲勞破壞，往往從零件表面和表面冷硬層下面開(kāi)始產(chǎn)生破壞，直到突然斷裂，影響很大。

（三）耐蝕性

工件的耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。一般來(lái)說(shuō)，表面粗糙度值愈大，抗蝕性就愈差。

二、影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素

切削過(guò)程中，刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀與刀具幾何形狀有關(guān)。合理選擇進(jìn)給量和刀具參數(shù)可以減小殘留面積。

機(jī)械加工過(guò)程中因切削力作用的存在，使材料發(fā)生塑性變形，會(huì)使表面層金屬的硬度和強(qiáng)度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化（或稱為強(qiáng)化）。強(qiáng)化后的金屬性能不穩(wěn)定，容易向比較穩(wěn)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)化，這種現(xiàn)象稱為弱化。因此，加工后表層金屬的最后性質(zhì)取決于強(qiáng)化和弱化綜合作用的結(jié)果。因?yàn)樵谇邢鬟^(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生塑性變形和切削熱，使材料具有不同的組織，容易產(chǎn)生表面殘余應(yīng)力。影響零件的使用。

三、提高加工表面質(zhì)量的措施

通過(guò)前面的分析，我們知道影響表面粗糙度的因素有切削三要素（切削速度、進(jìn)給量、切削液）、加工刀具（幾何參數(shù)、切削刃形狀、刀具材料、磨損情況）、工件材料及熱處理、工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床精度等幾個(gè)方面。

在了解了影響表面粗糙度的因素之后，我們必須根據(jù)需要降低加工表面的粗糙度，改善機(jī)械加工的表面質(zhì)量。

（一）制訂科學(xué)合理的工藝規(guī)程

工藝規(guī)程是保證工件表面質(zhì)量的基礎(chǔ)，科學(xué)合理的工藝規(guī)程是加工工件的方法依據(jù)。對(duì)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(shí)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。

（二）合理的選擇切削參數(shù)

切削參數(shù)是保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵，選擇合理的切削參數(shù)可以有效抑制積屑瘤的形成，降低理論加工殘留面積的高度，保證加工工件的表面質(zhì)量。切削參數(shù)的選擇主要包括切削刀具角度的選擇、切削速度的選擇和切削深度及進(jìn)給速度的選擇等。試驗(yàn)證明，主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑對(duì)零件表而粗糙度都有直接影響。在進(jìn)給量一定的情況下，減小主偏角和副偏角，或增大刀尖圓弧半徑，可減小表面粗糙度。另外，適當(dāng)增大前角和后角，可減小切削變形和前后刀面間的摩擦，抑制積屑瘤的產(chǎn)生也可減小表面粗糙度。比如在加工塑性材料時(shí)若選擇較大前角的刀具可以有效抑制積屑瘤的形成，這是因?yàn)榈毒咔敖窃龃髸r(shí)，切削力減小，切削變形小，刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度變短，減小了積屑瘤形成的基礎(chǔ)。

（三）合理的選擇切削液

切削液是保證加工工件表面質(zhì)量的必要條件。選擇合理的切削液可以改善工件與刀具間的摩擦系數(shù)，可降低切削力和切削溫度，從而減輕刀具的磨損，以保證工件的加工質(zhì)量。

（四）工件主要工作表面最終工序加工方法

工件主要工作表面最終工序加工方法的選擇至關(guān)重要，因?yàn)樽罱K工序在該工作表面留下的殘余應(yīng)力將直接影響機(jī)器零件的使用性能。選擇零件主要工作表面最終工序加工方法，須考慮該零件主要工作表面的具體工作條件和可能的破壞形式。

（五）加工過(guò)程中對(duì)參數(shù)的調(diào)整

1.根據(jù)工件材料性能、加工要求，選擇適合的刀具材料，有利于降低表面粗糙度。2.適當(dāng)?shù)脑龃蟮毒咔敖呛腿袃A角，降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。3.在精加工時(shí)，應(yīng)選擇較小的進(jìn)給量、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。4.在加工塑性材料時(shí)，采用較高的切削速度可防止積屑瘤的產(chǎn)生，減小表面粗糙度。5.加工前，應(yīng)對(duì)工件材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以?xì)化晶粒，均勻晶粒組織，改善切削加工性能，可減小加工后表面粗糙度。6.選擇合適的切削液，減小切削過(guò)程中的摩擦，降低切削區(qū)溫度，減小切削變形，抑制鱗刺和積屑瘤的產(chǎn)生，可以大大減小零件表面粗糙度。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈?qū)W勤.極限配合與技術(shù)測(cè)量[J].高等教育出版社，2002，8.

[2]劉瑞芬.對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量的分析[J].河北冶金，2006，（4）.

[3]寇元哲.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素分析[J].甘肅科技，2007，7.

[4]鄭玉皎.機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及其對(duì)策[J].中國(guó)科技博覽，2009（21）.