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1、浅谈如何保证机械加工工件表面质量【摘要】文章阐述了机械加工中各种工艺因素对加工表面 质量的影响，以便运用这些规律来控制加工过程，最终达到 改善表面质量、提高产品使用性能的目的。【关键词】表面质量，粗糙度，机械性能，切削参数1. 机械加工表面质量对机器使用性能的影响。为了保证机器的使用性能和延长使用寿命，就要提高机 器零件的耐磨性、疲劳强度、抗蚀性、密封性、接触刚度等 性能，而机器的性能主要取决于零件的表面质量。机械加工 表面质量与机械加工精度一样，是机器零件加工质量的一个 重要指标。机械加工表面质量是以机械零件的加工表面和表面层 作为分析和研究对象的。经过机械加工的零件表面总是存在 一定程度的
2、微观不平、冷作硬化、残余应力及金相组织的变 化，虽然只产生在很薄的表面层，但对零件的使用性能的影 响是很大的。2. 影响工件表面质量因素的分析。2. 1表面粗糙度的影响表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。零件磨损分为 三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。 一般说表面粗糙度值愈小，其磨损性愈好，但表面粗糙度值 太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子粘接，磨 损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一个最佳值，其值与 零件的工作情况有关，工作载荷加大时，初期磨损量增大， 表面粗糙度最佳值也加大。在交变载荷作用下，表面粗糙度 的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。表面粗糙度 值愈
3、大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈小，抗疲劳破坏底能 力就愈差。零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。 表面粗糙度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。抗蚀 性就愈差。表面粗糙度值的大小将影响配合表面的配合质 量。对于间隙配合，粗糙度值大会使磨损加大，间隙增大， 破坏了要求的配合性质。对于过盈配合，装配过程中一部分 表面凸峰被挤平，实际过盈量减小，降低了配合件间的连接 强度。2. 2残余应力、冷作硬化的影响加工表面的冷作硬化使摩擦副表面层金属的显微硬度提高，故一般可使耐磨性提高。但也不是冷作硬化程度愈高, 耐磨性就愈高，这是因为过分的冷作硬化将引起金属组织过 度疏松，甚至出现裂纹和表层金属的剥
4、落，使耐磨性下降残 余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使 疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏；而表面层残余应力能够阻止 疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生。表面冷硬一般伴有 残余应力的产生，可以防止裂纹产生并阻止已有裂纹的扩 展，对提高疲劳强度有利。表面层的残余拉应力会产生应力 腐蚀开裂，降低零件的耐磨性，而残余压应力则能防止应力 腐蚀开裂。3. 如何控制工件表面质量的方法3. 1制定科学合理的工艺规程是保证工件表面质量的基 础科学合理的工艺规程是加工工件的方法依据，如果加工 方法不合理，我们就无法加工工件，即使将工件加工出来， 也很难达到工件表面的质量要求只有制定了科学合理的工 艺规
5、程，才能为加工工件表面质量满足要求提供科学合理的 方法依据，使加工工件表面质量满足要求成为可能，对科学 合理的工艺规程的要求是：工艺流程要短，定位要准确，选 择定位基准时尽量使定位基准与设计基准重合，如果定位基 准与设计基准不重合时定位基准尽量选择质量高的面作为 基准。3. 2合理的选择切削参数是保证加工质量的关键选择合理的切削参数可以有效抑制积屑瘤的形成，降低 理论加工残留面积的高度，保证加工工件的表面质量，切削 参数的选择主要包括：切削刀具角度的选择，切削速度的选 择，切削深度及进给速度的选择等。切削刀具的切削刃钝圆, 半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致 冷硬增强。刀具
6、后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩 擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。切削速度增大，刀具 与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层 深度减小。切削速度增大后，切削热在工件表面层上的作用 时间也缩短乐，将使冷硬程度增加。进给量增大，切削力也增 大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。工件材料的塑 性愈大，冷硬现象就愈严重。3.3合理的选择切削液是保证加工工件表面质量的必要 条件选择合理的切削液可以改善工件与刀具间的磨擦系数,降低切削力和切削温度，从而减轻刀具的磨土员，保证工件的 加工质量。3. 4零件主要工作表面最终工序加工方法的选择零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关
7、重要,因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机 器零件的使用性能。选择零件主要工作表面最终工序加工方 法，须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能破坏 形式。在交变载荷作用下，机器零件表面上的局部微观裂纹, 会因拉应力的作用使原生裂纹扩大，最后导致零件断裂。从 提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑，该表面最终工序应选择 能在该表面产生残余压应力的加工方法。4 结语。由于工件的表面质量是一综合效果，我们还应从经济效 益多方面考虑，如选择刀具前角时要考虑刀具耐用度等多种 因素，只有多方面考虑，综合考虑，同时在实际机加工中选 用较大前角和小副偏角的刀具，选择高速小切深且周期进给 量小的切削参数，选择合理的切削液，都将对保证工件表面 质量起到积极作用。参考文献：1 数空机床加工工艺机械工业出版社，华茂发20052 金属切削原理机械工业出版社，焦士仲20083 铝合金高速切削表面粗糙度的实验研究机械制 造与设计，和永利等2006作者简介：谢万英1964-8-7,女，汉族，重庆工业职业技术学院机 械工程学院，助理实验师，主要研究方向为实验实训教学、 机械制造实验实训室建设方案规划设计、数控技术应用、数 控编程等。
