淺談機(jī)械加工零件表面的質(zhì)量控制措施

李文龍，玄洪中

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淺談機(jī)械加工零件表面的質(zhì)量控制措施

李文龍，玄洪中

（中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，山東 青島 266031）

圍繞機(jī)械加工過(guò)程中零件表面質(zhì)量的控制措施進(jìn)行敘述，對(duì)質(zhì)量控制對(duì)零件的影響和影響質(zhì)量的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)介紹，從六個(gè)角度對(duì)機(jī)械加工零件的表面質(zhì)量進(jìn)行控制，希望能夠在一定程度上提高零件的表面質(zhì)量，不斷提升機(jī)械加工的質(zhì)量水平。

機(jī)械加工；零件表面質(zhì)量；表面粗糙度；控制措施

近幾年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，工業(yè)化進(jìn)程也在不斷推進(jìn)，在這個(gè)過(guò)程中對(duì)于機(jī)械加工的要求也越來(lái)越高，為了滿足人們的高要求，同時(shí)也為了推動(dòng)工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，相關(guān)人員需要對(duì)零件的表面質(zhì)量進(jìn)行控制，不斷減少零件的質(zhì)量問(wèn)題。

1 機(jī)械加工的整體質(zhì)量對(duì)零件的主要影響

1.1 質(zhì)量對(duì)零件耐磨損程度的影響

在機(jī)械零件的加工和生產(chǎn)過(guò)程中，零件的磨損現(xiàn)象是必然存在的，并且相關(guān)人員將時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零件的磨損程度進(jìn)行了初期、中期和后期的劃分，與此同時(shí)，零件的表面粗糙度才是決定其磨損程度的因素。如果零件的表面呈現(xiàn)出十分粗糙的狀態(tài)，那么它就會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，摩擦力越大，就會(huì)導(dǎo)致磨損現(xiàn)象越嚴(yán)重。但是零件并不是越光滑越好，如果零件十分光滑就會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油無(wú)法發(fā)生作用，更容易損傷零件[1]。

1.2 質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

如果機(jī)械加工零件的表面質(zhì)量不過(guò)關(guān)，那么零件在應(yīng)用過(guò)程中就會(huì)容易出現(xiàn)問(wèn)題，其中在疲勞強(qiáng)度方面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重危害，交變荷載會(huì)使表面直線和金屬零件的表面產(chǎn)生一定的硬化層，這就會(huì)對(duì)其造成破壞，影響其使用壽命和正常工作效率。通常情況下，金屬的抗疲勞能力和零件表面的粗糙程度之間存在一定的關(guān)系，與此同時(shí)，零件表面的粗糙程度還會(huì)增加接觸面積，對(duì)于摩擦力的增多也有很大作用[2]。

1.3 質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響

經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的零件會(huì)被應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備等內(nèi)部，并且發(fā)揮很大作用，如果零件的表面質(zhì)量存在問(wèn)題，那么就會(huì)成為問(wèn)題零件，影響與其他設(shè)備的匹配程度，也就是會(huì)對(duì)配合質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

另外零件表面的粗糙程度也會(huì)對(duì)其配合質(zhì)量產(chǎn)生作用，配合質(zhì)量還與零件的間隙有關(guān)，間隙配合好說(shuō)明零件整體質(zhì)量高，但是間隙配合不好，就表明零件表面存在粗糙或者其他問(wèn)題，同時(shí)裝配工作也會(huì)影響配合間隙[3]。

1.4 質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性的影響

在生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)人員需要從多個(gè)方面保證零件的整體質(zhì)量，其中內(nèi)部的質(zhì)量大多與零件本身材料的性質(zhì)有關(guān)，但是其表面質(zhì)量被切削工作、刀具選擇、磨損程度等各種因素影響，其中如果零件表面的質(zhì)量存在問(wèn)題，那么它的耐腐蝕性肯定較差。具體可以理解為表面質(zhì)量差的零件其一定存在較大的磨損現(xiàn)象，如果零件表面磨損嚴(yán)重，就會(huì)導(dǎo)致很多腐蝕性物質(zhì)附著在上面，加速腐蝕進(jìn)度[4]。

2 影響機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的重要因素

2.1 影響零件表面粗糙度的主要因素

2.1.1 切削加工

刀具的幾何形狀、工件的材料性質(zhì)和切削用量是影響零件表面粗糙度的主要因素，相關(guān)人員使用刀具對(duì)零件進(jìn)行切削時(shí)，由于進(jìn)給動(dòng)作產(chǎn)生一系列殘留面積，造成零件表面粗糙。與此同時(shí)，相關(guān)人員對(duì)塑性材料進(jìn)行加工的時(shí)候，金屬會(huì)被刀具擠壓而產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象，刀具使用還會(huì)使得工件和切屑發(fā)生分離，不斷擴(kuò)大零件的表面粗糙面積，這個(gè)時(shí)候如果工件的性質(zhì)越好，粗糙面積越大[5]。

2.1.2 磨削加工

在開(kāi)展切削工作的時(shí)候，工件由于切削動(dòng)作產(chǎn)生的切削熱和切削力而出現(xiàn)一些物理性能上的變化，然后如果進(jìn)行磨削加工，其產(chǎn)生的塑性變形會(huì)在很大程度上轉(zhuǎn)變其物理性能。在開(kāi)展磨削加工的過(guò)程中，砂輪的力度、硬度、修整程度會(huì)直接對(duì)表面的粗糙程度造成影響，除此之外，磨削工作的速度也是重要的影響因素之一，并且磨削徑向進(jìn)給量、光磨次數(shù)和冷卻潤(rùn)滑液也會(huì)影響其粗糙程度[6]。

2.2 影響零件物理機(jī)械性能的主要因素

2.2.1 表面層冷作硬化

表面冷作硬化也指表面冷作強(qiáng)化，在切削工作中，由于切削力而發(fā)生塑性變形，變形之后的零件其內(nèi)部就會(huì)發(fā)生扭曲、破碎等現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象會(huì)在一定程度上提升表面金屬的強(qiáng)度和硬度，造成冷作硬化。因此，如果切削刃鈍圓半徑增大，就會(huì)使得其發(fā)生大面積的塑性變形，加劇零件的冷作硬化現(xiàn)象。

2.2.2 表面層材料金相組織變化

摩擦就會(huì)生熱，在對(duì)加工零件進(jìn)行切削的時(shí)候，由于切削出現(xiàn)切削熱現(xiàn)象，該現(xiàn)象造成的溫度變化會(huì)對(duì)被加工表面的相變溫度產(chǎn)生影響，同時(shí)表面層的金相組織就會(huì)發(fā)生變化，最終對(duì)零件的物理性能產(chǎn)生影響。磨削工作會(huì)造成一定的燒傷現(xiàn)象，其中主要包括退火燒傷、回火燒傷和淬火燒傷三種類(lèi)型，相關(guān)人員可以通過(guò)對(duì)冷卻條件進(jìn)行改善來(lái)減少磨削燒傷現(xiàn)象。

2.2.3 表面層殘余應(yīng)力

切削工作產(chǎn)生的塑性變形會(huì)導(dǎo)致表面金屬的比容不斷增大，然后就會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，另外，切削熱、密度的不同也會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，而殘余應(yīng)力就會(huì)直接影響其性能，相關(guān)人員需要采用特定措施解決殘余應(yīng)力的問(wèn)題。

3 提升機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的主要措施

3.1 做好切削工作中的參數(shù)選擇工作

在開(kāi)展機(jī)械加工的過(guò)程中，相關(guān)人員需要合理展開(kāi)切削工作的參數(shù)選擇工作，主要是由于合理、科學(xué)的參數(shù)選擇可以幫助零件提升質(zhì)量，如果參數(shù)選擇出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么機(jī)械零件表面呈現(xiàn)出十分粗糙的現(xiàn)象。為此，技術(shù)人員需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置和選擇，具體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)切削工作之前的前角角度進(jìn)行控制，另外，技術(shù)人員還需要合理使用切削液，對(duì)零件和刀具之間的摩擦力不斷進(jìn)行控制。

3.2 保證零件加工流程的科學(xué)性

在對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工的時(shí)候，整個(gè)加工的工藝流程十分重要，它是影響加工零件表面質(zhì)量的重要因素之一，如果加工流程十分科學(xué)合理，那么就可以保證后續(xù)的加工工序順利進(jìn)行，每道工序的正常進(jìn)行就是對(duì)零件表面質(zhì)量的最好保證。在具體工作中，相關(guān)人員要結(jié)合實(shí)際工作內(nèi)容對(duì)刀具進(jìn)行合理選用，同時(shí)提高對(duì)零件固定工作的重視程度，然后還需要密切關(guān)注加工過(guò)程中工件的松動(dòng)現(xiàn)象，避免問(wèn)題發(fā)生。

3.3 盡可能避免殘余應(yīng)力和熱縮性變形現(xiàn)象出現(xiàn)

在工作人員進(jìn)行切削工作的時(shí)候，金屬表層內(nèi)外和切削熱的比容、密度等存在一定的差異，就會(huì)造成殘余應(yīng)力的出現(xiàn)，殘余應(yīng)力會(huì)直接對(duì)加工零件的表面質(zhì)量造成影響。除此之外，基體的溫度和零件表面的溫度也存在差異，這就促使出現(xiàn)熱壓縮應(yīng)力，然后零件就會(huì)由于熱縮應(yīng)力出現(xiàn)變形，進(jìn)一步影響質(zhì)量。

為了避免上述問(wèn)題，相關(guān)人員可以采用冷壓制造工藝進(jìn)行機(jī)械零件的加工，不斷提升零件的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

3.4 刀具的選擇工作需要結(jié)合實(shí)際情況

在機(jī)械加工零件的時(shí)候，主要就是使用刀具對(duì)零件進(jìn)行切削等工作。刀具會(huì)對(duì)加工零件的質(zhì)量造成十分重大的影響，如果選用刀具的過(guò)程和結(jié)果十分科學(xué)合理，那么就可以對(duì)零件表面的質(zhì)量進(jìn)行合理控制和提升。在進(jìn)行刀具選擇的時(shí)候，我們不能僅僅憑借其價(jià)格對(duì)其工作效果進(jìn)行判斷，還需要考慮機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)加工零件材料的特性進(jìn)行刀具選擇，同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行控制。

3.5 推動(dòng)零件加工程序的科學(xué)化

我國(guó)的工業(yè)化處于不斷發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械的加工工作也越來(lái)越重要，正確的加工順序不僅可以提升加工零件的表面質(zhì)量，對(duì)于工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程有十分重要的作用，為此，相關(guān)人員需要對(duì)零件的加工順序進(jìn)行控制，以此提升其質(zhì)量水平。不同的零件材質(zhì)不同，同時(shí)性能特征也存在很大差異，所以技術(shù)人員需要對(duì)零件的加工順序進(jìn)行科學(xué)控制，不斷降低因?yàn)轫樞蝈e(cuò)誤出現(xiàn)問(wèn)題零件的可能性，提升加工效果。

3.6 不斷降低原始誤差

在工業(yè)生產(chǎn)和加工過(guò)程中，我們需要認(rèn)識(shí)到誤差存在的客觀性，任何一個(gè)因素都可能會(huì)對(duì)加工和生產(chǎn)工作造成影響，因此，我們需要理解這些原始誤差對(duì)零件表面質(zhì)量造成的影響。為了不斷降低誤差，相關(guān)人員需要在加工生產(chǎn)過(guò)程中提高先進(jìn)生產(chǎn)和加工工藝的應(yīng)用率，同時(shí)還需要采用先進(jìn)檢查儀器對(duì)誤差等進(jìn)行檢測(cè)和合理控制，不斷降低誤差對(duì)表面質(zhì)量的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章將機(jī)械加工零件的表面質(zhì)量控制措施作為敘述的主要內(nèi)容，在現(xiàn)代化生產(chǎn)的過(guò)程中，很多零件在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，問(wèn)題零件就會(huì)對(duì)人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生十分重大的影響，通過(guò)提出質(zhì)量控制措施，可以在很大程度上減少出現(xiàn)的問(wèn)題零件的數(shù)量，盡可能提升零件的質(zhì)量。

［1］張晉.機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)零件的使用性能的影響及控制措施［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2017（1）：21.

［2］張晉.機(jī)械加工零件表面的質(zhì)量控制措施［J］.現(xiàn)代鹽化工，2016，43（5）：30-31.

［3］周禮旎.機(jī)械加工表面質(zhì)量控制措施探析［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（11）.

［4］劉建磊.機(jī)械加工零件表面質(zhì)量控制分析［J］.南方農(nóng)機(jī)，2017（24）：161.

［5］紅軍.機(jī)械加工表面質(zhì)量管理中的不足及控制策略［J］.雜文月刊：教育世界，2016（3）：202.

［6］辛樞.機(jī)械加工零件表面質(zhì)量控制分析［J］.中國(guó)設(shè)備工程，2016（8）：23-24.

2095－6835（2019）03－0070－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.070

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕