機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及解決策略

1、機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及解決策略所謂的機(jī)械加工表面質(zhì)量就是指在相關(guān)機(jī)械零件加工完成后，由于各種因素的影響，而使得零件的表面出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，這樣的質(zhì)量問(wèn)題也被稱作是粗糙度，在目前的機(jī)械加工中是最常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。而機(jī)械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)是受到了多種因素的影響，因此，要想使得機(jī)械加工表面質(zhì)量得到有效的解決，就需要采取有效的應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的可持續(xù)發(fā)展。下面本文就針對(duì)影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素與應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行深入的探究。1 機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品性能的影響。1.1 表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響。表面質(zhì)量對(duì)零件的磨損有著決定性因素，是零件運(yùn)行的過(guò)程中由于表面粗糙帶來(lái)的變化的主要影響因素和影響手段。

2、零件磨損一般可分為三個(gè)階段，初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。表面粗糙程度對(duì)零件表面磨損的影響是不可忽視的，一般在使用的過(guò)程中，表面粗糙值越小，其在運(yùn)行的過(guò)程中受損越小，在使用的過(guò)程中其使用壽命長(zhǎng)，對(duì)其他元件的影響小。但表面粗糙度值太小，潤(rùn)滑油不易儲(chǔ)存，使得在元件運(yùn)行的過(guò)程中容易與其他元件的接觸面積增加，反而增加其磨損程度，因此，在元件制造的過(guò)程中要應(yīng)用各種技術(shù)手段進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的摩擦值。1.2 表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。在金屬受到各種因素和荷載的作用之后會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形和冷熱交替模式，這就使得金屬產(chǎn)生疲勞強(qiáng)度。因此，零件的表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度影響很大，使得在機(jī)械加工的過(guò)程中

3、表面粗糙值越高，抗疲勞的能力越差。1.3 表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響。一般來(lái)說(shuō)，零件對(duì)于腐蝕性因素會(huì)有一定的抵抗能力，而表面質(zhì)量的出現(xiàn)則會(huì)在一定程度上影響到零件的抗腐蝕性，也就是說(shuō)，零件是否會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，主要的決定因素就是零件的表面質(zhì)量?jī)?yōu)劣。而如果零件表面的粗糙度越嚴(yán)重，說(shuō)明零件的抗腐蝕性能越低。相反，如果零件表面越光滑，則說(shuō)明零件的抗腐蝕性能越強(qiáng)。1.4 表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量的影響。表面質(zhì)量與配合質(zhì)量之間有著明顯的聯(lián)系，表面質(zhì)量決定了配合質(zhì)量，這也就說(shuō)明了表面質(zhì)量對(duì)配合質(zhì)量有著直接的影響作用。在間隙配合質(zhì)量中，表面質(zhì)量越嚴(yán)重，則間隙配合的磨損程度就越嚴(yán)重，間隙也會(huì)相應(yīng)加大，這樣就使得配合質(zhì)

4、量大打折扣。而對(duì)于過(guò)盈配合來(lái)說(shuō)，如果裝配過(guò)程中有一部分的表面凸峰因?yàn)閿D壓因素的影響，使得過(guò)盈量逐漸減少，這樣就使得配合件間的連接強(qiáng)度出現(xiàn)了降低的情況。2 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素。2.1 切削加工。在對(duì)工件進(jìn)行切削加工的時(shí)候，采用的刀具如果是呈現(xiàn)幾何形狀的復(fù)映刀具，則在該刀具進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，就會(huì)殘留出大面積的切削層，切削層的形狀與幾何形狀的刀具較為類似。因此，將刀具的進(jìn)給量進(jìn)行有效的減少，并選用適宜的刀具，就可以使得切削層殘留面積相應(yīng)縮小。2.2 工件材料性質(zhì)。說(shuō)到工件材料的性質(zhì)，一般可以分為兩類：一類是塑性材料；另一類是脆性材料。其中，在對(duì)塑像材料進(jìn)行加工的過(guò)程中，刀具會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生擠

5、壓力，使得材料出現(xiàn)塑性變形的情況，很多刀具都是被迫進(jìn)行切削加工，與工件之間很容易出現(xiàn)分離的情況，這樣就導(dǎo)致了機(jī)械加工表面質(zhì)量的出現(xiàn)。可以說(shuō)，工件材料韌性越好，則其產(chǎn)生塑性變形的幾率就越大，機(jī)械加工表面質(zhì)量就會(huì)越嚴(yán)重。而在對(duì)脆性材料進(jìn)行加工時(shí)，則材料會(huì)因?yàn)榍邢鞯挠绊?，而出現(xiàn)碎粒的情況，這些碎粒的崩竄，導(dǎo)致了加工表面出現(xiàn)了很多的坑點(diǎn)，從而使得加工表面變得十分粗糙。要根據(jù)工件的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行切削加工。針對(duì)一些塑性的材料進(jìn)行加工處理的過(guò)程中，如果選用的刀具本身金屬材料相對(duì)較軟，那么在切削的過(guò)程中，就會(huì)使得塑性材料對(duì)刀具本身造成嚴(yán)重的擠壓，這樣就會(huì)使得刀具很容易出現(xiàn)變形的問(wèn)題，而使用變形的刀具來(lái)進(jìn)行切削，就

6、會(huì)導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，工件表面的粗糙度會(huì)相應(yīng)提升。針對(duì)工件進(jìn)行切削處理，產(chǎn)生的碎粒量增多，導(dǎo)致切削出現(xiàn)崩裂的情況，這樣就會(huì)使得工件的表面呈現(xiàn)出凹凸不平的現(xiàn)象，從而形成表面質(zhì)量問(wèn)題。2.3 磨削加工。表面質(zhì)量除了受到上述兩點(diǎn)因素的影響，還受到磨削加工的影響。磨削加工造成的表面質(zhì)量過(guò)程與上述的切削加工過(guò)程一樣，幾何因素以及表面金屬的塑性是導(dǎo)致磨削加工表面質(zhì)量的主要影響因素，除了這兩個(gè)因素之外，導(dǎo)致表面質(zhì)量的因素還包括砂輪的速度、硬度以及磨削速度等，而相較于切削加工，磨削加工表面質(zhì)量的影響因素相對(duì)較多，其中工件的磨削轉(zhuǎn)圈次數(shù)也是重要的表面質(zhì)量影響因素之一。在對(duì)工件進(jìn)行切削的過(guò)程中，工件會(huì)因?yàn)榍?/p>

7、削的作用力以及切削熱的作用力而使得工件的加工表面層物理的物理機(jī)械性能受到更為嚴(yán)重的影響。在這兩種作用力的影響下，表面層金屬的物理機(jī)械性能一再出現(xiàn)改變，這種改變主要發(fā)生在表面層上，出現(xiàn)的改變主要是金屬顯微硬度、金相組織以及殘余應(yīng)力的變化。在磨削加工的過(guò)程中，也會(huì)使得工件因?yàn)樗苄砸蛩氐挠绊懚霈F(xiàn)變形的問(wèn)題，切削加工出現(xiàn)的變形問(wèn)題相較于磨削加工來(lái)說(shuō)要輕，這主要是因?yàn)榍邢鳠岬挠绊?，所以磨削加工時(shí)，表面層的機(jī)械性能改變情況尤為明顯。2.4 表面層材料金相組織變化。受到切削作用的影響，會(huì)使得機(jī)械加工出現(xiàn)塑性變形的問(wèn)題，工件出現(xiàn)扭曲，晶粒之間出現(xiàn)移位，甚至很多的晶粒都出現(xiàn)了破碎的情況。這樣的現(xiàn)象可以提升表面

8、層金屬的強(qiáng)度，被稱作是冷作硬化?？梢哉f(shuō)，表面層的金屬硬化在提升的過(guò)程中，金屬的塑性變形阻力會(huì)相應(yīng)加大，這樣雖然可以有效地降低塑性變形的發(fā)生，但是也會(huì)使得金屬的物理性質(zhì)出現(xiàn)一些轉(zhuǎn)變。金屬在經(jīng)歷過(guò)冷硬化之后，通常其高能位就會(huì)嚴(yán)重不穩(wěn)，而在一定的情況下，這種不穩(wěn)的狀態(tài)會(huì)慢慢轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定，這一過(guò)程也被稱作是弱化。弱化主要是受到溫度的影響，溫度的高低決定了弱化的大小。在溫度逐漸上升到一定的程度時(shí)，就會(huì)使得表層的金屬金相組織出現(xiàn)變化，使表層金屬?gòu)?qiáng)度和硬度降低，并伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)微觀裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。3 提高加工表面質(zhì)量的措施。從上述的分析中可以看出，影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素有很多，這些

9、因素概括起來(lái)就是刀具、工件材料、切削條件以及加工方法等。在清楚了解影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的各因素的前提下，就要采取有效的措施來(lái)對(duì)這些因素進(jìn)行合理的解決，從而使得機(jī)械加工表面質(zhì)量可以得到改善。對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)的應(yīng)對(duì)措施主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容：3.1 刀具方面。所應(yīng)用的刀具最好是半徑較大、尖呈現(xiàn)圓弧以及副偏角度較小的修光刀等，這樣的刀具能夠有效地縮小殘留的面積，使得機(jī)械加工表面質(zhì)量得到有效的改善，同時(shí)，在對(duì)刀具進(jìn)行選擇時(shí)，也需要根據(jù)工件材料的適應(yīng)性來(lái)判斷要采用何種刀具，一定要避免采用磨損嚴(yán)重的刀具，最好是采用完整性較好、表面平整并較為鋒利的刀具，應(yīng)用這樣的刀具可以使得機(jī)械表面保持平滑，

10、有效地降低了表面粗糙情況的出現(xiàn)。3.2 工件材料方面。機(jī)械加工表面質(zhì)量受到工件材料的影響較為嚴(yán)重，而在工件材料中，主要影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素就是材料本身所具有的塑性以及金相組織兩種。通常塑性較大的材料，如低合金鋼材料等，都要經(jīng)過(guò)正火鍛造處理，將材料的塑性盡可能降低之后，才能夠進(jìn)行切削加工，這樣才能夠使得材料的表面保持光滑和平整。另外，要合理地根據(jù)加工的具體條件來(lái)選擇適宜的工件材料金相組織，控制了這兩種因素，就可以使得機(jī)械加工表面質(zhì)量得到最大限度的改善。3.3 切削條件方面。針對(duì)塑性材料，采用高速切削處理，可以有效地減少積屑瘤的產(chǎn)生，也可以減少進(jìn)給量，高速切屑會(huì)使得工藝系統(tǒng)的剛度有效提升，機(jī)

11、床的穩(wěn)定性也會(huì)得到進(jìn)一步的保障，這樣就能夠使得機(jī)械加工順利進(jìn)行。3.4 加工方法方面。在提高加工表面質(zhì)量的過(guò)程中，需要采用合理的加工方法，盡可能地采用精度以及密度較高的加工方法，并盡可能地減少?gòu)较蜻M(jìn)給量，而在砂輪的選擇上，則要求選擇進(jìn)給速度較快的砂輪，而應(yīng)用的工件也要盡可能地選擇速度較慢的工件，可利用細(xì)粒度的砂輪來(lái)對(duì)工件表面進(jìn)行加工處理，使得加工表面質(zhì)量可以得到改善。針對(duì)砂輪表面要進(jìn)行全面的打磨，使得砂輪的表面保持光滑，保障砂輪上的磨粒具有較好的韌性，這樣就可以使得磨削的效果得到最大限度的凸顯，同時(shí)要在對(duì)砂輪進(jìn)行打磨的時(shí)候，適當(dāng)?shù)卦谏拜喩贤磕ㄒ粚幽ハ饕?，這樣就可以保障砂輪表面的平滑，將這些砂輪

12、應(yīng)用到實(shí)際的加工，就會(huì)使得機(jī)械零件的表面質(zhì)量得到有效的提升，從而保障了生產(chǎn)應(yīng)用的年限以及可靠性。4 結(jié)語(yǔ)。綜上所述，雖然機(jī)械加工在社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中不斷完善，但是在加工的過(guò)程中，還是會(huì)受到各種因素的影響，從而造成機(jī)械加工表面質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，針對(duì)這些影響因素，需要進(jìn)行全面的分析，在分析的基礎(chǔ)上采取有效的應(yīng)對(duì)措施，來(lái)對(duì)機(jī)械加工表面質(zhì)量進(jìn)行改善，同時(shí)要合理地應(yīng)用一些先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，保障加工的有效性，使得機(jī)械加工表面質(zhì)量可以得到最大限度的提高。參考文獻(xiàn)。1 艾勇軍。機(jī)械加工表面質(zhì)量影響因素及對(duì)策分析J.機(jī)電信息，2011,（21）。2 趙巖，丁延松。影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及改進(jìn)措施J.技術(shù)與市場(chǎng)，2010,（5）。3 魏征。機(jī)械加工表面質(zhì)量控制研究J.黑龍江科技信息，2011,（22）。4 王麗娟。淺談機(jī)械加工表面質(zhì)量