關(guān)于表面粗糙度對(duì)機(jī)械零件使用性能的影響分析

裴艷芳

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械零件加工也變得更加重要，零件的表面質(zhì)量是影響零件使用壽命的重要因素，即使是在同一精確和完整的產(chǎn)品加工方法的生產(chǎn)條件下加工的同一批次的零件，每個(gè)產(chǎn)品也不會(huì)一模一樣，如何提高零件加工精度，減少零件表面粗糙度，已成為加工中的一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文主要對(duì)表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能影響進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，分析了影響表面粗糙度的因素，提出了機(jī)械加工表面質(zhì)量的控制措施，僅供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件 表面粗糙度 使用性能

引言：金屬部件表面的粗糙度是衡量金屬部件的重要指標(biāo)，意味著金屬部件的表面在加工過(guò)程中只存在很小的峰值和間距。當(dāng)金屬部件的表面粗糙度達(dá)到最小值時(shí)，部件的表面零件表面較粗光滑，由于零件表面較粗糙受工作臺(tái)和工具等因素的影響，所以在實(shí)際加工中，必須具有針對(duì)性的加工，分析每個(gè)零件的使用情況，然后實(shí)際的生產(chǎn)條件來(lái)選擇合理的粗糙度值。

一、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

（一）對(duì)耐磨性的影響

表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響一般來(lái)說(shuō)，表面粗糙度值越小，那么對(duì)應(yīng)的其磨損性越好，但并不是表面粗糙度越小越好，如果粗糙度值太小，也會(huì)導(dǎo)致磨損增加。在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，零件的磨損是不可避免的。但是，這并不意味著零件表面就需要完全光滑，如果完全光滑，潤(rùn)滑油就無(wú)法粘附在零件上，失去潤(rùn)滑效果的零件在使用過(guò)程中很容易損壞，因此，減少零件磨損的方法不是零件的平滑性。相反，應(yīng)采用科學(xué)的方法對(duì)機(jī)械部件所承受的摩擦力進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)結(jié)果選擇部件的最佳粗糙度，以改善部件的使用并改善減少零件的磨損。

（二）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

金屬經(jīng)受變化載荷后引起的疲勞損傷通常發(fā)生在零件表面和表面冷卻層之下。由于交變載荷的作用，金屬部件表面或表面的硬表面硬化，而且表面粗糙度值越大，不僅增加了表面的摩擦，而且增加了表面的接觸面，減輕疲勞的能力越差，因此減少表面的粗糙度有助于改善耐腐蝕性。

（三）對(duì)配合質(zhì)量的影響

在間隙配合過(guò)程中，粗糙度的大小會(huì)影響配合質(zhì)量。粗糙度值大會(huì)使間隙增大，零件受磨損的程度就越大，從而導(dǎo)致配合之間出現(xiàn)了問(wèn)題，這也會(huì)影響配對(duì)之間的粘接強(qiáng)度，無(wú)法有效保證配合和配合之間的過(guò)盈配合，最終導(dǎo)致配合質(zhì)量受損。

（四）對(duì)耐腐蝕性能的影響

部件表面質(zhì)量對(duì)耐腐蝕性的影響表面質(zhì)量決定了耐腐蝕性的強(qiáng)度：加工表面的粗糙度越差的話，那么表面腐蝕性物質(zhì)越容易積累，從而使得加工表面的耐腐蝕性越差。

二、影響表面粗糙度的因素

零件工作過(guò)程中存在摩擦力，當(dāng)加工精度和潤(rùn)滑條件一定時(shí)，表面粗糙度值將直接決定零件的耐磨性，在加工過(guò)程中，兩個(gè)零件向表面移動(dòng)。接觸面積集中在波峰面積，理論接觸面積大于實(shí)際接觸面積，金屬零件的表面硬度必須硬化，提高零件表面的剛度，使得金屬零件的耐磨性和硬度可以提高。

除此之外，表面粗糙度與刀頸的半徑，進(jìn)給量以及刀具的主偏角和負(fù)偏角也會(huì)給表面粗糙度帶來(lái)影響。在零件的切削過(guò)程中，刀具切削以及剃刀對(duì)工件的壓力，會(huì)使得金屬材料變形，使表面粗糙度惡化。除此之外切削液也會(huì)對(duì)表面粗糙度造成影響，在加工過(guò)程中，由于切削液可以穿透刀具的前后部，以及工具的背面，從而可以減少工具，切屑和工件之間的摩擦，并在表面上形成粘合膜，從而提高了加工材料的切削加工性能，提高了工件的表面質(zhì)量。

三、提高機(jī)械零件加工表面質(zhì)量的具體措施

（一）零件材料方面

1.合理選擇毛坯原材料的質(zhì)量，從而提高坯料幾何尺寸的精度，選擇合適的表面硬度進(jìn)行加工，提高整體結(jié)構(gòu)的均勻性以及加工過(guò)程中切削力的穩(wěn)定性，減少加工振動(dòng)，有助于提高零件的表面質(zhì)量。

2.通過(guò)適當(dāng)熱處理改善切削加工性

加工冶金結(jié)構(gòu)可以通過(guò)熱處理來(lái)改變，以提高材料的強(qiáng)度。例如，低碳鋼可以在正?；鸺庸ぶ羞m當(dāng)提高硬度，高碳鋼硬度和工具鋼的硬度比較高，滲碳體粗粒結(jié)構(gòu)，加工性能差，那么可以通過(guò)球化退火，從而降低硬度，不銹鋼可以通過(guò)調(diào)質(zhì)處理，以減少其可塑性，提高機(jī)器零件的表面質(zhì)量。

（二）刀具方面

提高刀具的鋒利度，選擇合適的材質(zhì)，減少切削層的變形，以及摩擦中的擠壓變形，降低切削力和切削溫度，是提高零件表面質(zhì)量的有效措施。

首先可以增加刀片的傾斜角度。通過(guò)增加刀具的傾斜角度，使得切割層壓碎和變形的切削阻力減小，刀具的切削效果極佳，減小刀尖圓弧的半徑，從而可以減少刀尖在切削過(guò)程中的變形，減小刀具的振動(dòng)。改變切屑的流動(dòng)方向，從而提高刀具的切削效果，除此之外還應(yīng)該提高刀具磨刀的質(zhì)量，抑制邊緣和鱗片的形成，從而保證零件的表面質(zhì)量。

（三）冷卻潤(rùn)滑方面

對(duì)于機(jī)械零件加工而言，應(yīng)該合理選擇和使用切削液，這樣可以大大降低零件的抗變形能力和摩擦阻力，在實(shí)際加工過(guò)程中，必須根據(jù)具體情況選擇切削液，并根據(jù)正確的冷卻潤(rùn)滑方法進(jìn)行調(diào)整，也需要不斷調(diào)整合適的切削區(qū)溫度和切削溫度，從而有效減少刀具磨損，提高表面質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)的科學(xué)制造技術(shù)不斷完善，相應(yīng)的機(jī)械加工業(yè)也得到了迅速發(fā)展，機(jī)床的加工表面對(duì)零件的磨損性能有重要影響，作為制造方，應(yīng)該詳細(xì)分析誤差原因，確定合適的表面粗糙度，采取對(duì)應(yīng)的措施來(lái)提高機(jī)械零件的加工質(zhì)量，針對(duì)不同的加工采取不同的預(yù)防措施，盡可能減少機(jī)械加工中的加工誤差，從而有效提高加工精度以及加工質(zhì)量。