影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素分析

邢婷婷

（中航工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

人們所說的機(jī)械加工其實(shí)就是在對(duì)一些相關(guān)的機(jī)械零件加工之后，由于各種各樣因素的影響使得零件的表面質(zhì)量出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，也稱為粗糙度，在目前，這在機(jī)械加工中是一種比較常見的現(xiàn)象。在對(duì)機(jī)械表面質(zhì)量進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，機(jī)械表面質(zhì)量出現(xiàn)問題是受到多方面因素影響的，所以想要解決這種問題，就需要采取相應(yīng)的措施，才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的可持續(xù)發(fā)展。

1 對(duì)產(chǎn)品性能的影響

（1）對(duì)零件耐磨性的影響。表面質(zhì)量對(duì)零件的磨損性是有著決定性的影響的，這主要是由于零件在運(yùn)行或者是使用的過程中一旦表面粗糙是導(dǎo)致零件出現(xiàn)磨損的主要因素。一般是將零件的磨損分為三個(gè)階段，分別是初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。一般在使用的過程中，零件表面的粗糙值越小，在運(yùn)行的過程中磨損的程度越少的，而且使用的壽命也是越來(lái)越長(zhǎng)的，對(duì)其他原件的影響也是越來(lái)越小。但是在實(shí)際運(yùn)行的過程中，如果表面的粗糙值太小，是不容易儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的，這樣元件在運(yùn)行的過程中很容易與其他的元件接觸，增加了磨損程度。所以在元件制造的過程中要應(yīng)用各種技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響。金屬在受到各種因素和荷載的作用之后是會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形和冷熱交替的模式，這樣就很容易使得金屬產(chǎn)生疲勞強(qiáng)度，所以機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響是比較大的，表面粗糙值越高，抗疲勞的能力是越差的。

（3）對(duì)零件耐蝕性的影響。零件對(duì)腐蝕性的因素是有一定的抵抗力的，但是一旦表面質(zhì)量出現(xiàn)問題，這就會(huì)在一定的程度上對(duì)零件的抗腐蝕性產(chǎn)生影響。如果零件的表面質(zhì)量是很好的，是不會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，但是一旦零件的表面質(zhì)量比較差的，零件就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

（4）對(duì)零件配合質(zhì)量的影響。機(jī)械表面的質(zhì)量與零件的配合質(zhì)量之間是有著明顯聯(lián)系的，表面質(zhì)量決定了配合的質(zhì)量，這也正說明了表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量是有著重要的影響的。表面的質(zhì)量越差，間隙配合的磨損程度也是越來(lái)越嚴(yán)重的，而且也會(huì)使間隙對(duì)越來(lái)越大的，這就會(huì)使零件之間的配合度大大降低。

2 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素

（1）切削加工。在對(duì)工件進(jìn)行加工的時(shí)候，如果使用的是幾何形狀的復(fù)映刀具的話，在使用的過程中是會(huì)出現(xiàn)殘留的大面積的切削層，而且切削層的形狀與幾何形狀的刀具是十分類似的。所以在使用幾何形狀的刀具進(jìn)行切削加工的時(shí)候要將刀具的進(jìn)給量進(jìn)行有效地減少，并且還要根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的刀具，這樣才能夠使切削層的殘留面積不斷的縮小。

（2）工件的材料性質(zhì)。按照工件的材料性質(zhì)可分為兩類，分別是塑性材料和脆性材料。例如，在對(duì)塑性材料的工件進(jìn)行加工時(shí)，由于所使用的刀具會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生壓力，所以塑性材料發(fā)生變形，加工的時(shí)候很容易使工件之間出現(xiàn)分離的情況，機(jī)械加工表面質(zhì)量就會(huì)出現(xiàn)。如果工件材料的韌性越好，工件材料產(chǎn)生變形的幾率也越大，機(jī)械加工表面質(zhì)量越來(lái)越嚴(yán)重。所以在對(duì)塑性材料進(jìn)行加工之前要進(jìn)行加工處理，而且還要根據(jù)工件的性質(zhì)來(lái)選擇適合的刀具進(jìn)行切削加工。

（3）磨削加工。在對(duì)零件和工件進(jìn)行加工的時(shí)候，磨削加工也會(huì)使得機(jī)械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)。其實(shí)磨削加工所造成的表面質(zhì)量的過程是與上面所講的切削加工一樣，并且與切削加工相比，磨削加工導(dǎo)致機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素是較多的，除了幾何因素、表面金屬的塑性、砂輪的速度、硬度以及磨削速度等之外，還會(huì)受到工件磨削轉(zhuǎn)圈次數(shù)的影響。在對(duì)工件進(jìn)行磨削加工的時(shí)候，工件會(huì)因?yàn)樗苄砸蛩氐挠绊懚霈F(xiàn)變形的問題，與切削加工相比，磨削加工出現(xiàn)的變形問題是比切削加工更嚴(yán)重的，這主要是由于受到了切削熱的影響，所以在對(duì)工件進(jìn)行磨削加工的時(shí)候，表面層機(jī)械性能的改變是比較明顯的。

（4）表面層材料金相組織的變化。在對(duì)零件或者是工件進(jìn)行切削加工的時(shí)候，由于受到切削的作用影響，會(huì)在進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候出現(xiàn)塑性變形，工件就會(huì)出現(xiàn)扭曲，晶粒之間就會(huì)出現(xiàn)移位，嚴(yán)重的話就會(huì)出現(xiàn)晶粒破碎的情況。這種現(xiàn)象將之稱為冷作硬化，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是可以提高表面金屬的硬度。但是在表面層金屬硬化在提高的過程中，金屬由于塑性的變形阻力是會(huì)相對(duì)應(yīng)的加大，這樣雖然是可以經(jīng)過有效降低塑性變形來(lái)使金屬的一些物理性質(zhì)發(fā)生變化，但是金屬在經(jīng)過冷作硬化之后，金屬的高能位就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)現(xiàn)象。在一定的情況下，這種不穩(wěn)定的狀態(tài)是會(huì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的，是將這一過程稱之為弱化，這一過程主要是受到溫度的影響。當(dāng)溫度上升到一定的程度時(shí)，表層金屬的金組織就會(huì)出現(xiàn)變化，在這一情況下金屬的強(qiáng)度和硬度就會(huì)不斷的下降，并且還會(huì)伴隨著殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，甚至還會(huì)出現(xiàn)微觀的裂紋，是將這種現(xiàn)象稱之為磨削燒傷。

3 改進(jìn)機(jī)械加工表面質(zhì)量的措施

（1）刀具的選擇方面。在選擇刀具的時(shí)候最好是選擇半徑較大的、尖呈現(xiàn)圓弧以及副偏角度較小的修光刀等，因?yàn)檫x擇這樣的刀具是能夠有效的縮小刀具所殘留的面積，使得機(jī)械加工的時(shí)候表面質(zhì)量是能夠進(jìn)行有效控制和改善的。而且在選擇刀具的時(shí)候，也是需要根據(jù)工件材料的適應(yīng)性來(lái)選擇使用哪種刀具是合適的，但是在選擇刀具的時(shí)候一定要避免選擇磨損嚴(yán)重的刀具，最好選擇刀具表面比較平整以及刀具是比較完整的，這樣可以降低機(jī)械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)。

（2）工件材料方面。機(jī)械加工表面質(zhì)量除了受到刀具的影響之外，還受到工件材料的影響。在工件材料中，主要影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素其實(shí)就是工件材料本身所具有的塑性以及金屬的金組織這兩種。一般來(lái)說，塑性比較大的工件材料，例如，低合金鋼材料，是需要經(jīng)過正火鍛造處理的，這樣才能夠?qū)⒉牧系乃苄员M可能的降低之后，再進(jìn)行切削加工，如果不這樣做就會(huì)使得工件材料的表面無(wú)法保持光滑和平整。除此之外，還要根據(jù)機(jī)械加工的具體條件來(lái)選擇適合的工件金組織，如果在進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候控制好這兩個(gè)方面，就能使機(jī)械加工表面的質(zhì)量大為改善。

（3）切削的條件。切削條件這方面主要是針對(duì)塑性的材料，在對(duì)塑性的材料進(jìn)行切削加工的時(shí)候，是要采用高速切削處理的，這樣不僅可以有效減少積屑瘤的產(chǎn)生、減少進(jìn)給量，而且高速切削還可以使工藝系統(tǒng)的剛度得到較大提升，機(jī)床的穩(wěn)定性會(huì)得到較大的保證，大大促進(jìn)了機(jī)械加工工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說，我國(guó)機(jī)械加工事業(yè)發(fā)展在不斷完善，但是在實(shí)際加工的過程中還是存在著一定的問題，機(jī)械加工的過程是受到各種因素的影響，這就使得機(jī)械加工表面質(zhì)量問題的出現(xiàn)，所以文章就主要是針對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量問題進(jìn)行了分析與研究，并且在此基礎(chǔ)之上，還采取了相關(guān)的措施來(lái)解決機(jī)械加工表面質(zhì)量問題，不斷完善和改進(jìn)機(jī)械加工表面質(zhì)量。

［1］陳彥華.機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（24）.

［2］李凱云.機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響［J］.汽車運(yùn)用，2008，（1）.