機(jī)加工表面質(zhì)量影響因素及解決措施探討

摘 要：任何經(jīng)過機(jī)加工過的零件，在其表面都會存在幾何形狀的微小誤差，同時(shí)這些零件的表面的物理力學(xué)方面的性能也會發(fā)生變化，雖然這些變化只發(fā)生在零件的表面，但是經(jīng)過長期實(shí)踐檢驗(yàn)，這些變化會影響零件的使用性能。

關(guān)鍵詞：機(jī)加工；表面質(zhì)量；零件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.007

1 機(jī)加工零件表面質(zhì)量影響零件的使用性能

對零件耐磨性的影響 ：

零件的耐磨性與其相配合的零件的材料，熱處理以及二者之間的潤滑情況有關(guān)。在以上條件已經(jīng)不能更改的情況下，零件的機(jī)加工表面的質(zhì)量就起到了關(guān)鍵的作用。配合初期是零件的初級磨損階段，經(jīng)過一段時(shí)間后，磨損量就趨于均勻，則進(jìn)入零件的正常磨損階段，在經(jīng)過一段時(shí)間的使用，磨損量增大，零件不能進(jìn)行正常的工作，則進(jìn)入了加劇磨損階段。

如果相配合的零件機(jī)加工的表面質(zhì)量過于粗糙，則兩零件相接觸的則是零件表面突起，進(jìn)而減少了接觸面積，加大了接觸壓強(qiáng)，這樣一來破壞了潤滑油膜，加大了磨損量。但是如果表面質(zhì)量過于光潔，則相配合的零件表面就會產(chǎn)生分子結(jié)合，把潤滑油排擠出去，這樣一來，潤滑不夠，表面則容易膠合。

2 影響表面質(zhì)量的因素

2.1 切削加工的影響

切削加工過程中，在零件的表面會留下刀具的痕跡，同時(shí)還有可能存在擠壓過程中產(chǎn)生的殘留以及會使得零件表面產(chǎn)生一定的塑性變形，所以合理地選擇切削用量，潤滑液，刀具的角度都會減少這些負(fù)面的影響，改善機(jī)加工零件的表面質(zhì)量。

2.2 零件材料性質(zhì)的影響

塑性材料的加工過程中，由于刀具的擠壓使之產(chǎn)生塑性變形，再加上刀具的撕裂作用會使得零件的表面質(zhì)量變得粗糙。然而加工脆性材料，會產(chǎn)生碎粒切屑，這樣一來零件的表面凹凸不平，同樣也會增大零件表面的粗糙度。

3 影響機(jī)加工零件表面層物理力學(xué)性能的因素

3.1 表面的冷作硬化

（1）冷作硬化定義及其評定參數(shù) 。在機(jī)加工的過程中，由于刀具和零件之間的力的作用，使得零件會產(chǎn)生一定的塑性變形，這樣就會破壞原來零件的晶格結(jié)構(gòu)，晶格就會變形，晶粒之間也會相對滑動(dòng)，晶粒也會被拉長，甚至拉斷破碎，這樣一來就會使得零件的金屬表面硬度和強(qiáng)度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。這樣作用的結(jié)果使得零件表面的物理力學(xué)性能改變。

經(jīng)過機(jī)加工后冷作硬化的零件表面處于一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)，只要條件合適，就會朝著穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這種現(xiàn)象稱之為弱化。評定冷作硬化的指標(biāo)有3項(xiàng)，即表層金屬的顯微硬度HV、硬化層深度h和硬化程度N。

（2）主要影響冷作硬化的因素 。切削刀具更換不及時(shí)，則刀具變鈍，對加工零件表面擠壓增強(qiáng)，這樣就加劇了塑性變形，同時(shí)冷作硬化也增加。刀具后刀面在加工過程中磨損加大，這樣一來與被加工的零件接觸面積增加，加大摩擦，也會導(dǎo)致冷作硬化增強(qiáng)。加工過程中如果進(jìn)給量過大，則刀具與被加工零件的接觸面積增大，加大了摩擦量，也會加強(qiáng)冷作硬化。同時(shí)材料的塑性越大，越不容易切削，冷作硬化越嚴(yán)重。

3.2 零件表面金相組織的變化

（1）磨削燒傷的定義 。零件在磨削的過程中，如果冷卻不及時(shí)，零件表面的溫度就會升高，當(dāng)達(dá)到相變溫度時(shí)，零件的內(nèi)部組織就會發(fā)生變化，使得零件表面的強(qiáng)度和硬度降低，并且會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至還有可能出現(xiàn)裂紋，這種現(xiàn)象稱之為磨削燒傷。

（2）如何改善磨削燒傷 。磨削產(chǎn)生的熱量是磨削燒傷的源頭，要先解決這個(gè)問題有兩種辦法：第一選擇合適的砂輪和切削用量，盡量的減少熱量的產(chǎn)生；第二冷卻要及時(shí)，使得熱量盡量少的傳入零件。

3.3 零件表面的殘余應(yīng)力

殘余應(yīng)力產(chǎn)成的因素：

（1）切削加工過程中，零件的表面會產(chǎn)生一定的塑性變形，這樣導(dǎo)致零件表面的金屬比容增加，體積也隨之增加，而與其相連的內(nèi)層的金屬就會阻止其變大，這樣一來在零件表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，同時(shí)在內(nèi)部也會產(chǎn)生殘余的拉應(yīng)力。

（2）切削加工過程中，切削的部分由于刀具和零件的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的切削熱量。

（3）不同金相組織由于分子晶格不同故也具有不同的密度，從而具有不同的比容，如果在加工過程中零件表面產(chǎn)生了相變，這必然導(dǎo)致比容的變化，同時(shí)零件內(nèi)部會產(chǎn)生一個(gè)阻礙，因而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

4 結(jié) 論

零件的耐磨性、剛度、強(qiáng)度、配合、抗腐蝕及精度的穩(wěn)定性與機(jī)加工對零件表面的影響息息相關(guān)，所以對于零件的表面質(zhì)量提出了一定要求，但是影響零件表面質(zhì)量的因素多種多樣，所以要綜合考慮原因，對表面質(zhì)量提出比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的要求。

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作者簡介：楊俊玲，（1968-），女，漢，河北高碑店人，本科，研究方向：機(jī)械制造，高級講師。