陳良平

摘 要：隨著高新技術(shù)的普遍應(yīng)用，工業(yè)也獲得了飛速的發(fā)展，尤其是機(jī)械制造行業(yè)，對于產(chǎn)品的精度有著更高的要求。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，使得加工零件的表面質(zhì)量獲得很大提升，同時(shí)提高了加工零件的使用性能。因此，應(yīng)盡量減少各類因素對加工零件表面質(zhì)量的影響，使其表面質(zhì)量滿足要求。文章對此進(jìn)行了深入細(xì)致的分析和探討，希望通過文章的研究，可以為相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；表面質(zhì)量；因素；改進(jìn)；措施

1 機(jī)械加工表面質(zhì)量內(nèi)涵及作用

零件的機(jī)械加工表面質(zhì)量和零件的加工精度，是機(jī)械零件加工質(zhì)量的兩個(gè)主要方面。而機(jī)械零件的機(jī)加工表面質(zhì)量對于零件的加工質(zhì)量有著很大的影響，是影響加工質(zhì)量的關(guān)鍵要素，也就是通常所說的機(jī)械加工表面完整性。經(jīng)過機(jī)械設(shè)備的加工和處理后，機(jī)械零件的表面層，其表面層材料的性質(zhì)以及微觀的幾何結(jié)構(gòu)，都會(huì)發(fā)生細(xì)微的變化，致使表面層的完整性發(fā)生變化。

任何的機(jī)械零件，無論采用的是何種材料，經(jīng)過機(jī)械設(shè)備加工處理后，零件表面會(huì)出現(xiàn)微觀幾何形狀表現(xiàn)性質(zhì)，使得機(jī)械加工表面無法達(dá)到絕對理想表面狀態(tài)，與預(yù)期存在差距，具體體現(xiàn)在表面波度和表面粗糙度等幾何偏差。在一些情況下，還會(huì)使材料表面層的物理性能也發(fā)生改變。

機(jī)械零件表面質(zhì)量在一定程度上影響了機(jī)械零件的機(jī)械性能，具體體現(xiàn)在零件的耐磨性、配合性和可靠性等方面。經(jīng)過機(jī)械加工后，零件的表面雖然看上去很光滑，然而在微觀上，則不可避免地存在物理缺陷，如波紋和裂縫等。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)械零件存在的這些缺陷，必然會(huì)對運(yùn)轉(zhuǎn)中的設(shè)備造成安全隱患，機(jī)械零件自身的使用壽命也會(huì)受到影響。

時(shí)代的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，推動(dòng)著工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐?？萍嫉娘w速發(fā)展，使得一些精密、高速設(shè)備儀器獲得更廣泛的應(yīng)用，同時(shí)研制和生產(chǎn)這些精密、高速的設(shè)備和儀器，對設(shè)備零件的加工表面質(zhì)量有更高的要求?？茖W(xué)而全面地分析對表面質(zhì)量造成影響的因素，應(yīng)用于機(jī)械零件加工的過程中，并制定相應(yīng)的控制和改善措施，進(jìn)一步使加工表面質(zhì)量獲得提高，為高精密和高質(zhì)量的設(shè)備儀器研究和開發(fā)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素

2.1 切削力和切削熱

切削加工是機(jī)械零件加工中的一道重要工序，是機(jī)械零件加工的一種主要的加工方法，而切削熱和切削力則是影響加工表面質(zhì)量的重要因素。在切削加工中，加工表面的質(zhì)量在很大程度上受到切削熱和切削力的影響。機(jī)械零件在切削加工過程中，會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，表面層硬度也會(huì)發(fā)生改變，甚至改變金屬材料的金相組織。

在切削熱和切削力的作用下，在切削的過程中，機(jī)械零件的表面層形態(tài)發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致冷卻硬化的現(xiàn)象出現(xiàn)在機(jī)加工零件的表面，零件變形的阻力加大，改變零件的物理機(jī)械性能。零件和刀具的相對高速運(yùn)動(dòng)中，會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱。零件表面層材料的溫度如果超過特定的界限，金屬零件表層的硬度和強(qiáng)度將會(huì)降低，零件表面層材料的金相組織也會(huì)受到影響，在表層產(chǎn)生一定的殘余應(yīng)力，零件的機(jī)械加工表面質(zhì)量也會(huì)受到不同程度的影響。

2.2 原始誤差

理想化的零件機(jī)械加工質(zhì)量同零件加工精度和表面加工質(zhì)量的偏差值，就是所說的原始誤差，它是在機(jī)械零件的加工過程中產(chǎn)生的。分析其形成的原因可知，機(jī)械零件的加工技術(shù)手段、加工工藝系統(tǒng)都是造成原始誤差的首要原因。機(jī)械加工的表面質(zhì)量，在很大程度上受到原始誤差的影響。另外，機(jī)床設(shè)備、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夾具都會(huì)對表面質(zhì)量造成很大的影響，測量儀器也會(huì)造成一定影響。

原始誤差主要包括兩個(gè)方面，即調(diào)整誤差和原理誤差。調(diào)整誤差其產(chǎn)生原因是在加工過程中調(diào)整加工設(shè)備、工件、刀具而形成的。而原理誤差則是由于采用了相似輪廓刀具或相似成形運(yùn)動(dòng)而造成的。在機(jī)械加工的過程中，應(yīng)采取有效的措施降低原始誤差，提升機(jī)械零件加工的表面質(zhì)量，從而延長機(jī)械零件的使用壽命，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能。

2.3 殘余應(yīng)力及熱塑性變形

機(jī)械零件在切削力的作用下，發(fā)生表層的塑性變形，內(nèi)部金屬和表層金屬之間在表面出現(xiàn)離層的狀態(tài)，導(dǎo)致相對的作用力產(chǎn)生于零件表層內(nèi)部和外部間。另外，在機(jī)械加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱，內(nèi)外層金屬比容存在很大差異，在金屬密度上也顯著不同，這些都導(dǎo)致殘余應(yīng)力的出現(xiàn)。零件加工表面質(zhì)量受到最終工序產(chǎn)生的殘余應(yīng)力的影響很大，同時(shí)還會(huì)對零件的使用性能造成一定影響。在機(jī)械加工過程中，零件表面層在切削熱的作用下，會(huì)出現(xiàn)較大的熱壓縮應(yīng)力，這是零件基體和表面層之間的溫度差造成的，進(jìn)而導(dǎo)致熱塑性變形，影響零件的機(jī)械加工表面質(zhì)量。

3 提高機(jī)械加工工件表面質(zhì)量的措施

3.1 采用合理的工藝流程和切削條件

提高機(jī)械加工表面質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)，即采用合理的工藝流程和切削條件。在制定工藝流程時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)性的原則，簡單明了，滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)統(tǒng)一重合的要求，做到定位準(zhǔn)確，方便裝卡。工藝流程的編制是開展機(jī)械加工的前提條件，并提供了方法依據(jù)，有利于零件加工表面質(zhì)量的提高。

同時(shí)，為降低表面粗糙度，應(yīng)選擇合理的切削條件，如適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量、合適的進(jìn)給速度和切確速度，以及切確刀具角度等。在加工中盡量減少積屑瘤，使零件的加工表面光滑度顯著提高，表面加工質(zhì)量得到保障。

3.2 降低原始誤差

在機(jī)械零件的加工過程中積極引進(jìn)先進(jìn)的加工技術(shù)，利用誤差預(yù)防技術(shù)和補(bǔ)償技術(shù)來提高零件加工品質(zhì)，降低原始誤差對零件加工表面質(zhì)量的影響。采用科學(xué)合理的加工方法和先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，提高零件的加工制造能力，直接降低原始誤差的影響作用，通過均始化原始誤差和原始誤差轉(zhuǎn)移方式有針對地減少主要原始誤差的影響，保證機(jī)械零件的加工表面質(zhì)量。

3.3 減少殘余應(yīng)力和表面層熱變形

為了提高零件加工表面質(zhì)量，在零件的機(jī)械加工過程中可以通過減少塑性變形和使用切削液降低切削熱來有效控制零件表面的殘余應(yīng)力，合理的選擇刀具幾何形狀和機(jī)械切削參數(shù)來減少或者避免殘余應(yīng)力以及表面層熱變形的發(fā)生。利用特殊的冷壓制造工藝改善零件自身表面質(zhì)量，增強(qiáng)工件表面材料性能的穩(wěn)定性，從而減小零件在機(jī)械加工過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力和表面層熱變形，保證零件的表面加工質(zhì)量，提高零件產(chǎn)品性能和使用壽命。

4 結(jié)束語

眾所周知，機(jī)械加工工件表面質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到機(jī)械零件的工作性能，只有工作性能良好的工件才能保證機(jī)械設(shè)備進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在機(jī)械加工中，我們必須重點(diǎn)分析影響其表面質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，并積極采取行之有效的措施，加強(qiáng)對機(jī)械加工表面質(zhì)量的控制與改進(jìn)，提高機(jī)械產(chǎn)品的性能，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的健康發(fā)展。

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