機(jī)械加工影響表面粗糙度的因素及如何進(jìn)行有效改善

盧歆

摘要：在圍繞零件加工制造合格與否判定過(guò)程中，一項(xiàng)重要的參考指標(biāo)就是表面粗糙度。零件的表面粗糙度影響著零件工作過(guò)程中的耐磨性、精度及使用壽命等多項(xiàng)內(nèi)容，因此目前在機(jī)械加工過(guò)程中，需要重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)內(nèi)容就是怎樣把表面粗糙度控制在合理范圍內(nèi)。對(duì)此，針對(duì)機(jī)械加工過(guò)程，對(duì)表面粗糙度的影響因素和改善措施的探討十分必要。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;表面粗糙度;影響因素;改善措施

產(chǎn)品質(zhì)量保障的前提是零件的加工質(zhì)量，即零件加工質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品工作性能及使用壽命等多方面具有直接影響作用。尤其是零件可靠性及耐磨性與零件的表層質(zhì)量具有密切關(guān)系。通常來(lái)說(shuō)，機(jī)械零件的破壞往往始于表層。在機(jī)械加工過(guò)程中，各加工工藝流程對(duì)零件表面質(zhì)量都有一定規(guī)律的影響，通過(guò)對(duì)這些規(guī)律的有效利用，對(duì)機(jī)械加工過(guò)程的科學(xué)管控，進(jìn)而確保零件表面質(zhì)量?jī)?yōu)化及零件使用性能的提升。

一、表面粗糙度的影響因素

1.切削加工

切削加工過(guò)程對(duì)零件表面粗糙度影響的因素之一就是刀具的幾何形狀。通過(guò)刀具前角的適當(dāng)增大，能夠確保零件表面粗糙度得以有效減少。但一旦前角處于過(guò)大的狀態(tài)，往往會(huì)進(jìn)一步增大表面粗糙度。在針對(duì)前角進(jìn)行固定操作的后期，對(duì)后角進(jìn)行適當(dāng)增大、能夠促進(jìn)刀刃鋒利程度逐漸增強(qiáng)，此時(shí)因后角增大導(dǎo)致的后刀面及已加工表面間擠壓及摩擦能夠得以有效消除，進(jìn)而使得零件表面粗糙度有效降低[1]。一旦后角處于過(guò)大的狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致積屑瘤流到后刀，同時(shí)也會(huì)大幅度增加切削振動(dòng)產(chǎn)生的可能性，進(jìn)而逐漸增大表面粗糙度。

切削加工過(guò)程的機(jī)械零件材質(zhì)也會(huì)影響零件表面粗糙度。在刀具運(yùn)行過(guò)程擠壓金屬時(shí)，進(jìn)入的塑性形變就會(huì)產(chǎn)生，此時(shí)受刀具切削過(guò)程的撕裂作用影響，零件表面粗糙度就會(huì)逐漸加大。對(duì)金屬塑性變形具有較大影響的一個(gè)因素就是零件材料韌性，在材料具有較好韌性的情況下，就會(huì)呈現(xiàn)出愈發(fā)明顯的塑性變形現(xiàn)象，此時(shí)也會(huì)逐漸加劇零件表面粗糙度。在具體加工脆性材料時(shí)，呈現(xiàn)出碎粒狀的切屑，一旦有崩碎現(xiàn)象，此時(shí)材料表面就會(huì)有麻點(diǎn)產(chǎn)生，最終對(duì)零件表面粗糙度造成影響。

切削冷卻液也會(huì)在一定程度上影響零件表面粗糙度。在進(jìn)行具體機(jī)械加工時(shí)，潤(rùn)滑及冷卻、清洗扽是切削液主要作用體現(xiàn)，通過(guò)切削液的這些作用能夠降低切削問(wèn)題，同時(shí)也能促使零件及前后兩刀面之間的摩擦得以大幅度降低，借此切削過(guò)程塑性變形必然能夠得到有效減少，此時(shí)就能夠有效抑制麟刺和積屑瘤等的產(chǎn)生。基于此，進(jìn)行具體切屑操作時(shí)，需要對(duì)冷卻液進(jìn)行正確選擇，確保零件表面粗糙度得以有效降低。

2.磨削加工

磨削加工引入的表面粗糙度，往往與多種因素有密切關(guān)系，如砂輪粒度及磨削速度等。機(jī)械零件在磨削加工過(guò)程，一旦砂輪處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，此時(shí)附著在砂輪表面的每一顆磨粒，都可將其視為刀刃。此時(shí)呈現(xiàn)負(fù)前角狀態(tài)的磨粒具備的單位切割力往往較大，會(huì)產(chǎn)生較高的切割溫度。受這種高溫影響，會(huì)導(dǎo)致磨削面出現(xiàn)被燒傷現(xiàn)象，隨之產(chǎn)生零件的形變或裂紋現(xiàn)象。此外，呈現(xiàn)負(fù)前角狀態(tài)的磨粒因具備極小的磨削厚度，因此在進(jìn)行具體加工的過(guò)程，通常會(huì)通過(guò)零件表面擠壓磨粒。一旦磨粒對(duì)零件材料產(chǎn)生較大的塑性擠壓，磨粒兩邊就會(huì)產(chǎn)塑性流動(dòng)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致零件表面粗糙度增加[2]。

面對(duì)此種情況，磨削加工的具體開(kāi)展過(guò)程，應(yīng)充分分析這些多樣化影響因素，同時(shí)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇、適當(dāng)應(yīng)用，確保最大可能降低磨削加工對(duì)表面糙度帶來(lái)的影響。通過(guò)對(duì)機(jī)械加工全過(guò)程的精準(zhǔn)度的提高，為零件表面粗糙度提供充足保障，進(jìn)而為零件使用壽命及性能等奠定基礎(chǔ)。

二、表面粗糙度的改善措施

在開(kāi)展具體機(jī)械加工操作時(shí)，相應(yīng)操作人員應(yīng)對(duì)切削用量進(jìn)行科學(xué)選擇，同時(shí)在切削過(guò)程對(duì)適當(dāng)速度進(jìn)行良好把控，同時(shí)把切削過(guò)程的進(jìn)給及深度進(jìn)行適當(dāng)減少，借此達(dá)到零件表面粗糙度降低的目的，促使零件性能逐步提升。

立足刀具方面進(jìn)行分析，需要對(duì)其幾何參數(shù)進(jìn)行良好把控，確保刀具主偏角及負(fù)偏角得以有效減少，借此來(lái)降低零件表面粗糙度。

在處理零件材料性能的過(guò)程中，應(yīng)以零件加工需求為依據(jù)，借助回火及正火兩種方式來(lái)處理零件，這一過(guò)程應(yīng)注意在對(duì)零件材質(zhì)性能進(jìn)行充分了解的基礎(chǔ)上，才能夠確保處理手段的選擇更具合理性，借此實(shí)現(xiàn)降低零件表面粗糙度的目的。

合適的切削液是控制零件表面粗糙度的一個(gè)關(guān)鍵因素。如進(jìn)行鑄鐵過(guò)程必然需要鉸孔切削操作，此時(shí)就需要對(duì)豆油或煤油加以應(yīng)用;而在切削鋼件的過(guò)程中，則需要對(duì)硫化油加以應(yīng)用。不同材質(zhì)不同加工工藝選擇不同的切削液，對(duì)機(jī)械零件的表面粗糙度減少十分有利。

合適切削刀具材料的選擇同樣十分關(guān)鍵，如果切削工藝相同，對(duì)比硬質(zhì)合金材質(zhì)刀具來(lái)說(shuō)，因鋼材料刀具高速運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的影響必然會(huì)較大。

此外，為確保實(shí)現(xiàn)零件表面粗糙度的有效降低，還應(yīng)該在機(jī)械加工過(guò)程系統(tǒng)振動(dòng)方面進(jìn)行減少或防止。一旦有振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生在刀具及工件間，此時(shí)必然會(huì)破壞或干擾到原本能夠正常切削的加工工藝。在此背景下振動(dòng)紋也會(huì)隨之出現(xiàn)在零件表面，最終對(duì)加工的質(zhì)量及精度造成嚴(yán)重影響[3]。為確保因振動(dòng)給加工質(zhì)量帶來(lái)的影響得以有效減少，加工過(guò)程可對(duì)消除振動(dòng)的方式加以應(yīng)用，同時(shí)也可以在振動(dòng)的隔振等方面進(jìn)行減少。

三、結(jié)束語(yǔ)：

在機(jī)械加工過(guò)程中，多種因素都會(huì)影響到零件的表面粗糙度。但因零件的表面粗糙度密切關(guān)系著零件性能，為此必須要高度重視這些影響因素，同時(shí)積極開(kāi)展全面的分析工作，確保機(jī)械加工各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的影響得以有效減少，使得零件表面粗糙度有效降低的同時(shí)，為零件其他性能的提高奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳光軍，韓松鑫，潘佳琦，侯帥，孫光興.切削加工表面粗糙度影響因素及預(yù)測(cè)建模綜述[J].機(jī)床與液壓，2020，48（13）：185-188.

[2]王振.機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素與改善措施[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（05）：121-122.

[3]王晉虎.關(guān)于機(jī)械加工影響表面粗糙度的因素分析及改善措施[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（01）：210-211.