浅谈影响机械加工工件表面质量的因素
浅谈机械加工表面质量及影响因素
因此 要 求 切 削 过 程 中注 意 把 握 减 小 工 件 变 形 提 高 切 削 速 度 ， 对
于塑性工件来讲 ． 提 高切 削 速 度并 不能 很 好 的减 小 工 件 表 面 的 粗糙程度 ， 可 以 适 当 降低 给进 量 ， 不过给进量并不是越小越好 ， 因为 给 进 量 太 小 时 ．受 到 切 削 厚 度 的 影 响 刀 刃 无 法 正 常 工 作 ， 反 而 增 加 其 与 工件 之 间 的摩 擦 ， 增 大 工 件 加 Ｔ 表面 粗 糙 程 度 。 ２ ＿ ４ 加 工 方 法 选 择 合 理 的机 械 加 工 方 法 主要 包 括选 择 合 理 的 磨 削 参 数 和 采 取 有 效 的 冷 却方 法 两 方 面 内 容 。为 了确 定 合 理 的 磨 削参 数 应先进性试磨 ， 根 据 工件 磨 伤情 况 确定 合 理 的磨 削参 数 ， 另外 ，
意 义 。本 文 重 点 探 索 影 响 机械 加 工表 面质 量 的 因素 和 应 对措 施 ， 以 期 为机 械 加 工提 供 有 价 值 的参 考 。
关键词 ： 机械 ； 加工 ； 质量 ； 因 素
中 图分 类 号 ： Ｔ ＨＩ ６ １ 文献标识码： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ７ — ０ １ １ Ｏ — Ｏ １
２ ． ２ 工 件 材料 方 面 加 工 工 件 表 面 粗 糙 程 度 和 工 件 材 料 自身 有 重 要 关 系 ， 尤
浅谈影响机械加工工件表面质量的因素
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。在干摩擦或半 干摩擦 隋况下 ，摩擦副表面的初期磨损与表面粗糙度有很大关系。一个 刚 加 １好的摩擦 副的两个接触表面之 间，最初阶段只在表面粗糙 的的峰部 接触 ，实际接触面积远小于理论接触面积 ，在相互接触的峰部有非常大 的 单位应力 ，使实际接触面积处产生塑性变形 、弹性变形和峰部之间的剪切 破坏，引起严重磨损。因而接触部分金属的挤裂 、破碎 、切断等作用都较 强 ，磨损也就较大。随着走合期过程 的进行 。表面粗糙度逐渐减小 ，实际 接触 面 积增 大 ，磨 损也 随 之逐 步 减小 ，就进 入 正常 磨损 阶。
１ ）刀具几何形状 的复映 。刀具 相对于工件作进给运动时 ，在加 工 表面 留下 了切 削层 残 留面积 ，其 形状时刀具 几何形状 的复映 。减小进 给量 、 主偏 角 、副偏 角 以及 增 大 刀 尖 圆 弧 半 径 ，均 可 减 小 残 留 而 积 的 高 度。此外 ，适当增 大刀具 的前角以减小切 削时的塑性变形程度 ，合理选 择润 滑 液 和 提 高 刀具 刃 磨 质 量 以 减 小 切 削 时 的塑 性 变 形 和 抑 制 刀 瘤 、鳞 刺的生成，也是减小表 面粗糙度值 的有效措施 。 ２）工 件 材 料 的 性 质 。加 Ｔ 塑 性 材 料 时 ，由 刀 具 对 金 属 的 挤 压 产 生 了塑性变形 ，加之 刀具 迫使切屑 与 件分离 的撕 裂作用 ，使表面粗糙 ｌ 厂 度值加大。工件材料韧性愈好 ，金 属的塑性变形愈大 ，加丁表面就愈粗 糙 。加工脆性材料时 ，其切屑呈碎粒状 ，由于切屑的崩碎而在加 ＿表面 ｌ ｒ 留下许多麻点 ，使表面粗糙 。 ３）切 削用 量 。切 削 用 量 是 切 削 时 各 运 动 参 数 的 总称 ，包 括 切 削 速 度 、进 给量和背吃刀量 （ 切削深度 ）。
机械加工质量影响因素及改进措施
机械加工质量影响因素及改进措施摘要：随着经济建设的快速发展，以及科学技术的不断进步，极大地提高了人们物质生活水平，同时对涉及生活及生产各层面的机械加工质量提出了更高的要求，因此为了进一步推动工业产业的可持续发展，需要对影响机械加工质量的诸多因素进行充分了解和把握，进而使加工产品使用性能及质量得以切实保障。
本文就机械加工质量影响因素进行分析，并对相应的改进策略进行探讨。
关键词：机械零部件加工；加工质量；影响因素一、机械加工质量的影响因素分析（一）零件耐疲劳度材料加工过程中，需要具备一定的耐疲劳性能，能够对应力进行有效对抗，特别是在进行零部件加工时，应确保其表面耐疲劳程度符合加工要求，并将其作为重要参考指标[1]。
由于零件之间互相接触时，必然存在一定应力集中的问题，会导致零件互相接触的表面呈现出极为细微的凹面突或裂纹划痕等，其主要原因为零件表面的耐疲劳程度存在差异。
其中零部件耐疲劳程度较差的情况下，在相同作用力条件及环境下，会产生疲劳应激性问题，导致材料表面出现细小瑕疵，同时此缺陷会逐渐向外迅速扩大，成为肉眼可见、明显的裂纹或裂缝，此类疲劳性裂纹会严重影响机械加工零部件加工质量。
（二）加工技师技术水平加工技师在机械零部件加工中发挥着至关重要的影响作用，其中经验丰富，且理论知识扎实的技师能够结合不同材料性质，对不同的加工技术进行合理运用，使加工质量得以切实保障。
如运用机床进行切削加工时，经验丰富的技师能够通过外力施加的情况下，利用探头及零部件接触点及接触面之间存在的压力差进行加工制作。
而经验不足的技师极容易使待加工零件出现弹性形变的现象，更严重地会产生塑性形变，甚至导致整个材料报废，造成不必要的材料浪费，并严重影响对材料加工质量[2]。
（三）产品加工质量要求提高随着现代化机械加工产业的快速发展，零部件生产要求也不断提高，需要更加集成化、精密化，以及更加结实、稳定等。
同时机械加工零部件的使用环境更加恶劣，也要求零部件质量不断提高。
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
影响机械加工表面质量的因素及改进措施首先，加工工艺参数对机械加工表面质量有着重要影响。
加工工艺参数包括切削速度、进给量和切削深度。
切削速度过高会导致刀具与被加工材料摩擦热量过高，使刀具和被加工材料磨损严重，表面产生裂纹、烧伤等缺陷。
进给量过小会使机械切削过程中削屑排除不畅，产生热量过高，表面质量下降。
切削深度过大会使切削力过大，导致表面粗糙度增加。
因此，合理选择切削速度、进给量和切削深度，是保证机械加工表面质量的重要措施之一其次，机床的性能对机械加工表面质量也有很大影响。
机床的刚性、稳定性和振动特性等性能密切关系着机械加工表面质量。
刚性不足会导致机床在切削过程中产生振动，进而使工件表面出现脱落、粗糙度增加等现象。
稳定性差的机床会使切削过程中的切削力和切削振荡产生不规律波动，直接影响加工表面质量。
因此，加强机床的刚性和稳定性，减小机床的振动，是改善机械加工表面质量的关键。
刀具的质量和尺寸对机械加工表面质量也有很大影响。
刀具的尺寸偏差会导致切削力不均匀，进而使机械加工表面质量下降。
刀具的刀片强度、硬度和刀具的几何形状等也会直接影响切削过程中的刀具磨损和寿命，进而影响机械加工表面质量。
因此，选择质量好、尺寸准确的刀具，并及时更换磨损的刀具，均能改善机械加工表面质量。
被加工材料的性质对机械加工表面质量也有很大影响。
不同材料具有不同的硬度、韧性、热导率等性质，这些性质会直接影响材料的切削性能。
例如，硬度大的材料难切割，易损伤刀具，容易产生表面裂纹；热导率低的材料容易产生热损伤，使刀具和被加工材料磨损加剧。
因此，针对不同的材料特性，在加工过程中选择合适的切削工艺参数和工艺条件，可以改善机械加工表面质量。
改进措施主要包括以下几个方面：首先，对加工工艺参数进行优化调整，合理选择切削速度、进给量和切削深度，以达到最佳的加工表面质量。
其次，提高机床的性能，加强机床的刚性和稳定性，减小振动，以确保切削过程的稳定性，促进机械加工表面质量的提高。
影响机械加工表面质量的因素及采取的措施
影响机械加工表面质量的因素及采取的措
施
机械加工表面质量受到多种因素的影响，以下是一些常见因素及采取的措施：
1. 切削参数：
- 切削速度：过高的切削速度可能导致表面粗糙度增加，应根据工件材料和刀具选择适当的切削速度。
- 进给速度：过高的进给速度会增加切削力，可能导致振动和不稳定，影响表面质量，应选择适当的进给速度。
- 切削深度：过大的切削深度可能导致切削力增加和刀具失稳，影响表面质量，应选择适当的切削深度。
2. 刀具选择：
- 刀具材料和涂层：选择适当的刀具材料和涂层，能够提供更好的切削性能和寿命，有利于提高表面质量。
- 刀具尺寸和几何形状：选择合适的刀具尺寸和几何形状，以确保切削稳定性和表面质量。
3. 工件夹持和支撑：
- 夹持方式：选择适当的夹持方式和夹具，确保工件固定稳定，避免振动和变形，有利于提高表面质量。
- 支撑结构：对于柔性或薄壁工件，提供适当的支撑结构，以减少振动和变形，有助于改善表面质量。
4. 切削润滑和冷却：
- 切削润滑剂：使用适当的切削润滑剂，可以减少摩擦和热量，改善切削过程，提高表面质量。
- 冷却剂：使用合适的冷却剂冷却切削区域，防止过热，减少切削力和刀具磨损，有利于提高表面质量。
5. 切削震动和振动控制：
- 刀具和工件的几何匹配：确保刀具和工件的几何匹配，减少切削震动和振动的发生，有助于提高表面质量。
- 切削参数的优化：通过调整切削参数，降低切削震动和振动的发生，有助于改善表面质量。
以上是一些常见的影响机械加工表面质量的因素和采取的措施。
在实际应用中，还需根据具体情况进行综合考虑和调整，以获得满足要求的表面质量。
浅析影响机械加工表面质量的因素及措施
・
应 力对零件 的耐腐蚀性也有较 大的影响 。残余压应 力使零件 表 面紧密 ， 腐蚀性 物质进入 ， 增强零件 耐腐蚀性 ； 阻碍 可 而残余拉
机器 由机 械零 件装 配而成 ，机器 的失效是个别零件 的失效 造成 的， 其根本原 因是零件丧失 了应具备 的使用性能 。而研究与 生产实践表 明 ， 零件 的失效 大都从 表面开始 ， 零件表 面质 量的高
应力则可降低耐腐蚀性 。因此 ， 减小零件表 面粗糙度 ， 使表面具 有适当的残余 应力和加工硬化 ， 均可提 高抗腐蚀性能 。
零件磨损一般可分 为 ３ 阶段 ， 个 初期 磨损阶段 、 正常磨损 阶
段和剧烈磨损阶段 。 表面粗糙度对零件表面磨损的影 响很大。 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 Βιβλιοθήκη 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 ， 面粗糙度最佳值也加大 。 表
力集 中而产 生疲劳裂纹 ， 造成零件的疲劳破坏 。实验表 明 ， 对于 承受 交变 载荷 的零件 ， 小其容 易产生应力 集 中部位 （ 减 如圆角 、 沟槽处 ） 的表面粗糙度 ， 以明显提高零件的疲劳强度。另外 ， 可 当 表 面层残余 应力为拉应力时 ， 在拉力作用下 ， 会使表 面的裂纹扩 大而降低疲 劳强 度 ； 而残余压应力则 可以延缓疲劳裂 纹扩展 ， 提
当零件在有腐蚀性介质 的环境 下工作时 ，腐蚀 性介质容 易
浅析机械加工表面质量的影响因素及改进措施
机械加工表面质量 ． 零件在 机械加工后被加工面 的微观不平 层上述三项物理机械性能的变化会很大 是指 度， 也叫粗糙度 ． 其加工后的表面质量直接影响被加工件 的物理 、 化学 ２５表面层冷作硬化 ． 机械加工过程 中因切削力作用产生 的塑性 变形 ， 品格扭曲 、 使 畸 及力学性能 。 品的工作性能 、 产 可靠性 、 寿命在很大程度上取决于主要 晶粒 问产生剪切滑移， 品粒被拉长和纤维化 ， 甚至破碎 ， 这些都会使 零件的表面质量 机械零 件的破 坏 ， 总是从表 面层开始 的。 一般 河南太 变 ， 行起 重机械有限公司主要进行起 重设备的制造与加工 ． 对机 械加工表 表面层金属的硬度和强度提高 ． 这种现象称为冷作硬化 （ 或称为强化 ） 。 面的质量要求 比较高 笔者在从事质量检测工作 中不断对 出现的加工 影响冷作硬化的主要 因素有 ： 切削刃钝 圆半径增大 ， 对表层金属的挤压 表面质量问题进行分析与总结 ． 研究 各种工艺 因素对加工表 面质量影 作用增强． 塑性变形加剧 ， 导致冷硬增强 。刀具后刀面磨损增大， 后刀面 响的规律 ． 运用这些规 律来控 制加工过 程 ， 最终达到改善表 面质量 、 提 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 高产品使用性能的 目的 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 ， １ 械 加 工 表 面 质 量 对 产 品性 能 的 影 响 ． 机
◇ 科技论 坛◇
科技 圈向导
２１ 年第２ 期 ０２ ６
浅析机械加工表面质量的影响因素及改进措施
孙 青 霞 ｌ 南 太 行 起 重 机 械 有 限 公 司 河 南 河 新乡 ４３０ ） ５ ０ ０
浅析机械加工表面质量影响因素
浅析机械加工表面质量影响因素作者：王凯为来源：《数字化用户》2013年第05期【摘要】机器的组成离不开零件，因此零件在质量和性能上的好坏也决定了机器能否有效运行。
因而零部件在质量上的要求也在一定程度上对机械加工表面的质量有一定的要求，因此，本文将对机械加工表面质量影响因素进行分析，从而提高机械加工方面的质量水平，改善机械加工在加工表面的质量问题。
【关键词】零件加工质量机械表面影响因素残余应力科学技术的发展为我们的生产技术的进步提供一个良好的技术基础，使得人们机械零件的要求质量的越来越高，因此，随着仪器的不断升级，机械零件的要求也越来越高，因此为了确保机械的安全有效的运行，对机械零件的质检也要进行严格把守。
在机械零件质量问题我们不仅强调精度上的精密，在其表面质量上的要求也是有一定的要求。
机械加工表面质量是指机械零部件加工完成后，其表面所表现的出的状态[1]。
机械表面质量会随身机器在运行的过程不断的受到磨损和腐蚀，从而能也在一定程度影响了机器的质量问题。
因此对机械加工的表面质量影响因素进行阐述，从而能够改善机器使用寿命。
一、机械加工零件表面质量含义及要求（一）表面质量含义机械的表面是难以做到绝对光滑的程度的技术水平，在零件表面进行加工时对受切削力、切削热的影响产生机械性能的改变，因此我们一般从三个方面对表面质量进行含义概括。
1.机械加工零件表面粗糙度。
粗糙度的产生是由于加工表面在进行切削的加工过程中产生的微小峰谷从而导致在微观形成一定几何形状的误差，也由于加热和切割工具在使用过程中产生的摩擦和高频振动也会形成机械表面的粗糙度。
2.机械性能的变化。
由于受到物理作用的原因，在机械表面往往在加工过程中受到切削变形或者是切削热的影响，因此产生的残余应力是会在一定程度上使得表面产生裂纹。
从而影响了金属表面质量的稳定度，存在着一定的威胁性。
3.表面层金相组织的变化。
对机械表面惊醒磨削时，所产生的高温容易破坏到机械零件表面，使得钢件表面退火，从而导致表面的金属发生了相变。
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
影响机械加工表面质量的因素及改进措施在现代工业生产中，生产机械需要在高速运转的状态下工作。
这就需要机械加工零件具有较高的抗磨损、抗腐蚀能力、零件表面具有较高的质量。
机械加工表面质量对机械生产效率与产品质量的影响非常大，要提升机械生产的效率与产品质量，就需要了解影响机械加工表面质量的因素，并对这些因素加以控制，从而提升机械加工表面的质量，促进机械生产效率与产品质量的提升。
本文将对机械加工表面质量影响因素及改进措施进行了一定的阐述。
标签：影响；机械加工；表面质量；因素；改进措施一、影响机械加工表面质量的关键因素（一）切削力和切削热切削加工是机械零件加工中的一道重要工序，是机械零件加工的一种主要的加工方法，而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。
在切削加工中，加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。
机械零件在切削加工过程中，会产生残余应力，表面层硬度也会发生改变，甚至改变金属材料的金相组织。
在切削热和切削力的作用下，在切削的过程中，机械零件的表面层形态发生变形，进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面，零件变形的阻力加大，改变零件的物理机械性能。
零件和刀具的相对高速运动中，会产生大量的切削热。
零件表面层材料的温度如果超过特定的界限，金属零件表层的硬度和强度将会降低，零件表面层材料的金相组织也会受到影响，在表层产生一定的残余应力，零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。
（二）原始误差理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值，就是所说的原始误差，它是在机械零件的加工过程中产生的。
分析其形成的原因可知，机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。
机械加工的表面质量，在很大程度上受到原始误差的影响。
另外，机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响，测量仪器也会造成一定影响。
原始误差主要包括两个方面，即调整误差和原理误差。
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
一、影响机械加工表面质量的因素。
1.机床和刀具破损：机床体系及其附件的破损，会影响刀具的正常安
装及运行，从而产生肉眼可见的小硬斑、节肢及拉伤着痕等。
刀具的破损，也会影响机加工表面的质量，表现在高点、拉伤、刀印等方面，增大机加
工表面质量不稳定性及表面粗糙度。
2.刀具磨损：刀具工作经过一段时间，就会变得锋利变尖，从而影响
机械加工表面质量，表现为断刃，切口拉伤等，给进程控制带来更多的困难，增加了失效率。
3.加工环境：通常条件下，温度、湿度、噪声及污染等外界环境因素，会影响机械加工表面质量，表现为减少刀具的硬度，使刀具失去钝化作用，从而影响机械加工表面的质量。
4.加工工艺：在机械加工过程中，不同的加工工艺选择，会影响机械
加工表面的质量，如使用过大的进给量或过长的切削时间，则会使刀具快
速磨损，影响加工表面质量。
二、改善措施。
1.检查机床及刀具：定期检查机床及刀具的破损情况，及时更换破损
的部件，使刀具能够正常工作。
2.控制刀具磨损：合理控制刀具的运行时间，根据不同材料选择合适
的刀具，以满足机械加工工艺要求，并减少刀具的损。
机械加工质量的影响因素及防治措施
机械加工质量的影响因素及防治措施摘要：在加工过程中，影响工件表面质量的因素很多，导致产品质量不合格，进而影响其使用寿命和性能。
因此，它是进一步提高加工质量水平和工作效率的有效手段，也是加工人员和相关管理人员在加工前必须面对和考虑的问题。
关键词：机械加工质量；影响因素；防治措施1机械加工质量对产品性能的影响加工质量直接影响到产品的实际性能，因此要注意具体的影响程度，采取合理的方法，适当避免干涉程度，以保证加工质量更好，产品性能得到保证。
1.1 耐磨性加工质量是影响零件磨损的决定性因素。
在零件的具体操作过程中，如果加工表面粗糙，势必影响零件的操作效果，也会产生更为严重的后果。
零件的磨损可分为不同的阶段，主要包括两个阶段，即初始磨损阶段和正常磨损阶段。
表面的基本粗糙度是一个不容忽视的重要问题。
它会直接影响零件的使用。
如果表面粗糙度控制得当，损伤越小，使用寿命越长，其他部件的干涉越小。
如果表面粗糙度值太小，润滑油就不易保存，这就增加了部件在运行过程中与其他部件的接触面，相应的磨损程度也就大大提高。
1.2 疲劳强度金属易受多种因素和载荷的影响。
在各种因素和载荷的影响下，金属能够反映变形，同时又呈现冷热交替的状态，加剧了金属本身的疲劳。
零件一旦受到影响，加工阶段的表面粗糙度会显著提高，抗疲劳效果较差。
1.3耐腐蚀性一般来说，零件往往表现出相应的耐腐蚀性因素，而外观的表面质量会严重影响零件的耐腐蚀性。
零件是否会发生严重腐蚀与表面质量的好坏密切相关[3]。
如果零件的实际粗糙度很明显，则表明其耐腐蚀性很低。
如果表面光滑，基本防腐效果极佳。
2 影响机械加工表面质量的因素根据机械加工原理以及实际生产经验，影响机械加工表面质量的因素可以分为以下几个方面：2.1影响表面粗糙度的因素2.1.1材料的性能影响粗糙度机械零件基体材料的性能是决定加工后表面性能的重要因素。
例如，发现合金材料在加工前经过热处理。
这种热处理可以改善合金材料在加工过程中的磨损机理，提高合金材料的耐磨性，获得表面耐磨性好的机械零件。
影响机械加工表面质量的因素及改进方法
影响机械加工表面质量的因素及改进方法杲立广（甘肃省山丹培黎学校，甘肃张掖734100）［摘要］在机械设计与制作的过程中，不同的系统部件和各种零件与加工的方式，都有着各种不同的参数要求，因此对机械设计时，在各种精密零件的设计要求中，往往需要在多种不同方面，根据机械设计手册，进行相关的参数限制。
在国家标准的约束下，尽管对大部分的机械加工工艺，已经有了飞跃式的进步，但是在面对大量机械制作时，在各种机械制作标准上，难免会产生残次品，以及出现无法满足客户要求的现象，而在这个改进过程中，就会造成机械加工难度的提升。
经过多次的调研数据显示，在机械加工工程当中，影响机械零件表面质量的因素，是在各种制作工艺中，影响因素最多，并且其改进条件多，改进方法难，因此以下将结合机械加工过程，对表面加工质量、存在的问题和改进方法，进行相关的讨论研究。
［关键词］机械加工；加工表面质量；影响因素；改进方法［中图分类号］TH161.14［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2020）51-0138-02对大多数的机械工厂来说，对机械进行加工精度的分析，以及对相关加工工艺的选用，都是不可避免的关键过程，但是在大多数的情况下，机械加工都需要足够的经验支撑，才能够勉强实现。
尤其是对机械零件表面的加工质量来说，充分的加工经验和必要的科学加工方式的结合，才可能勉强应对大多数的问题，对出现的突发情况来说，可能会导致零件加工的失败，因此造成的成本增加，导致的机械加工时长增加，很有可能会使用户对机械生产公司失去信任。
因此在机械表面加工过程当中，根据大多数加工过程的研究和科学理论的结合，总结对以下几方面的探讨。
一、影响加工表面质量的因素（一）刀具加工时对机械表面光滑度的影响在机械制作的批量生产时，对刀具的使用和调控，是整个机械加工过程中最重要且影响最大的一环，尽管在机械制作工艺的发展当中，越来越多自动化车床，已经逐渐取代了传统车床，并且逐渐依靠自动化设备，来提升刀具在运作时，切削机械原料的准确度，通过将计算机与机械结合的方式，尽可能地提升在传统机械制作工艺中刀具打磨原料时的准确度以及切削工艺时的高效性。
浅析影响机械加工零件表面质量的因素及其改进策略
并 使 （） 件材 料 的 性质 对 机械 零 件 表面 质 量会 造 成影 响 ， ２工 在对 塑 高 ， 且 多数 设 计 为 多 工位 的机 床 ， 其 可 以进 行 多机 床 的操 作 ， 从而 达 到提 高生 产 效率 、 低加 工成 本 的 目的 。 降
下面 笔者 将 对 不同 的光 整加 工方 法进 行 分析 。
２． 采用 磨 削进行 处 理 １
等 。超 精加 工 的后 表 面 比较 容 易形 成 油膜 ， 能够 提 高润 滑 的效 果 ，
２２２ 珩 磨 的策 略 ．．
性 变形 和 几 何 因素 决 定 的 。主要 因素包 括 ：） １砂轮 粒 度 ；） 轮 硬 所 以其 耐磨 性较 好 。 ２砂 该策 略 与超 精 加工 相 似 ， 是所 使用 的工 具和 运 动 方 式不 同， 只 珩 磨 头 上 带有 若 干块 的 细粒 度 ，可 以靠液 压 或机 械 的 作用 对 工件
（）磨 削加 工 对零 件 的 表面 粗 糙度 的影 响是 由表 面 金属 的塑 ４ 度 ；） 轮 修 整 ；） 削 速度 ；） 削 径 向进 给量 与 磨光 的次 数 ；） ３砂 ４磨 ５磨 ６ 工件 圆周进 给 的速 度 和轴 向 的进 给量 ；） 却 润滑 的 程度 。 ７冷 ２ 改 善 策 略
再 加 上 刀具 迫使 工 件 与切 屑 分 离 的撕 裂作 用 ，从 而造 成 其表 面 的
． ． 粗 糙度 值增 加 。若加 工材 料 的韧 性较 好 ， 金属 的塑 性 变形 就会 越 ２２１ 超 精 加工 的策 略 则 该策 略 是采 用 粒 度较 细 的磨 料 ，按 照一 定的 压 力将 其 压在 旋 大 ， 工零 件 的表面 就 会越 粗 糙 。 加 转 工件 的表面 上 ，在 轴 向上 作 往 复震 荡而 进 行 微量 切 除操 作 的 光 （） 削用 量 ， 以采 取较 高 的切 削速 度 来 对 塑性 材 料 进行 切 ３切 可 整加 工 策 略 ， 该策 略 常用 于 加 工 圆锥 面 、 动 轴 承套 圈和 内外 圆 柱 滚 削， 以达 到 提 高其 表面 光 洁度 的 目的 。
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
2020年16期工艺创新科技创新与应用Technology Innovation and Application影响机械加工表面质量的因素及改进措施金林（中国航空发动机集团哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江哈尔滨150066）工业技术的飞速发展，机器的使用频率越来越高。
一些重要的零件在高温、高压力的条件下，表面上出现了一些缺陷。
这样不仅会影响零件的功能，还有可能引起腐蚀等现象，会加速导致零件的失效。
出现这些状况的原因与机械加工表面质量有很大关系，所以机械加工表面质量受到各方人士的重视。
1机械加工表面的内涵一般情况来说，机械零件加工质量有两方面影响因素，一方面是零件的加工密度，还有另一方面是零件表面质量。
在这其中零件的加工表面质量则是指机械加工表面的完整程度。
除此之外，在实际机械零件加工的过程中，最终机械加工质量与实际会存在偏差，极有可能改变材料本质的性能。
对于零部件加工表面的一些质量来说，零部件的配合性、可靠性以及耐磨性他们之间有着直接的联系。
但是如果零部件在加工完成之后，其表面的细微裂痕或者缺陷则会更容易导致安全隐患。
在机械运转过程中出现，也可能会使得零部件的使用期限受到一定的影响。
在机械加工过程中，任何的一部分机械零件，不管采用的是什么样的材料，经过机械设备的一些加工处理之后，零件表面都会出现一些几何形状，使得机械加工表面没有办法达到预想之中的最佳状态，与预期的差距相对来说较大。
在一些情况之下，还会使得材料表面的物理层也会随之发生相应的改变，机械零部件的质量会影响机械零件的性能。
具体地体现在零件的耐使用性、可靠性等诸多方面，经过机械加工之后，零件的表面会变得无比光滑。
然而，从一些侧面上来看不可避免地就会出现了一些缺陷。
比如说：裂痕；比如说：波纹。
在机械的运转过程中机械所存在的这些缺陷，一定会对运转之中的设备造成很多的危险，机械零件的自身使用情况也会受到影响。
随着时代的发展、经济的快速进步，也推动着各行各业的发展步伐。
影响机械加工表面质量的因素
影响机械加工表面质量的因素
1.2影响加工表面层物理力学性能的因素
2）切削热的影响 切削过程中产生的热作用在不引起相变的情况下，使工件表面层产生拉伸 残余应力，里层产生压缩残余应力。工件加工表面在切削热作用下产生热膨胀， 此时表层金属温度高于基体温度，因此表层产生热压应力。当表层温度超过材 料的弹性变形允许的范围时，就会产生热塑性变形（在压应力作用下材料相对 缩短）。当切削过程结束后，表面温度下降，由于表层已产生热塑性缩短变形， 并受到基体的限制，故而在表面层产生残余拉应力。
影响机械加工表面质量的因素
1.2影响加工表面层物理力学性能的因素
2．表面层材料金相组织变化 当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。 一般切削加工（如车、铣、刨削等），产生切削热的工件加工表面温升不会达到相变的临 界温度，因此不会发生金相组织变化。磨削加工时，由于磨粒在高速下进行切削、刻划 和划擦，使工件表面温度很高，常达 900℃以上，达到相变温度，引起表面层金相组织发 生变化，从而使表面层的硬度下降，并伴随出现残余应力，甚至产生细微裂纹，这种现 象称为磨削烧伤。磨削烧伤将严重影响零件的使用性能。因此，磨削是一种典型的容易 产生加工表面金相组织变化的加工方法。 严重的磨削烧伤使零件的使用寿命成倍下降，甚至无法使用。工件磨削出现的烧伤 色是工件表面烧伤时产生的氧化膜颜色，由于烧伤程度不同，氧化膜厚度不等，氧化膜 呈现的颜色不同，有黄、褐、紫、蓝等色，紫色和蓝色氧化膜为烧伤程度严重。改善磨 削烧伤有两个途径：一是尽可能地减少磨削热的产生；二是改善冷却条件，尽量使产生 的热量少传入工件。
影响机械加工表面质量的因素
1.1影响表面粗糙度的因素
3）工件材料 工件材料的硬度、塑性、韧性和导热性能等对表面粗糙度有显著影响。工件材料太 硬时，磨粒易钝化；太软时砂轮易堵塞；韧性大和导热性差的材料，使磨粒早期崩落而 破坏了微刃的等高性，因此均使表面粗糙度增大。 4）磨削用量 ①砂轮速度。提高砂轮速度可以增加在工件单位面积上的刻痕，同时使塑性变形造 成的隆起量下降，这是由于高速度下塑性变形的传播速度小于磨削速度，材料来不及变 形所致，因而表面粗糙度可以显著降低。 ②进给量。进给量小，则单位时间内加工的长度短，故表面粗糙度值小。 ③背吃刀量。减小背吃刀量，将减小工件材料的塑性变形，从而减小表面粗糙度值。 为兼顾磨削效率，通常先采用较大的磨削深度，而后采用小的背吃刀量或光磨。
浅析影响机械加工表面质量的因素及改善措施
２ 改 善 磨 削 烧伤 的途 径 磨 削 热是 造 成 磨 削 烧 伤 的根 源 ，故 改 善 磨 ） 削烧 伤 由两 个 途 径 ：一 是 尽 可 能 地 减 少 磨 削 热 的 产 生 ；二 是 改 善冷 却
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前 必 须考 虑 的 问题 ， 过 对影 响机 械 加 工表 面质 量 的 因素 进 行 分析 ， 对 此提 出提 高＿ 件 表 面质 量 的 措 施 通 并 Ｔ － 关键 词 ： 加 工 ； 面 质量 ； 响 因素 机械 表 影 机器 由机 械零 件 装 配 而 成 ，机 器 的失 效 是 个 别 零件 的 失效 造 成 的 ， １３２ 表面 层 材 料金 相组 织 变 化 ．． 当切 削 热 使 被 加 ］ 表 面 的 温 度 超 过 相 变 温 度 后 ，表 层 金 属 的 金 相 ＿ 其 根 本原 因是 零 件 丧 失 了 其 应 具 备 的 使 用 性 能 。 而 研 究 与 生 产 实 践 表 明 ，零件 的失效大都从 表面开始 ，零 件表面质量的高低是决定其使用 组织 将 会 发 生 变化 。 性 能好 坏 的 重要 因素 。 １ ）磨削烧伤当被磨工件表面层温度达到相变温度 以上时 ，表层金 因此 ，正 确 地 理解 零 件 表 面 质量 内 涵 ，分 析 机 械 加 工 过 程 中 影 响 属发生金相组织 的变化 ，使 表层 金属强度和硬度降低 ，并伴有残余 应 加 工 表 面质 量 的 各 种 ＿＝ 因 素 ，改 善 表 面 质 量 、提 高 产 品 使 用 性 能 具 力产 生 甚 至 出 现微 观裂 纹 ．这 种 现象 称 为 磨 削烧 伤 。 ＝艺 ｒ
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浅析机械加工表面质量的影响因素
于完全液体润滑， 金属表 面完全不接触， 由一层 径对加工硬化 的影 响切削速度增 大， 刀具与工 油膜隔开， 求摩擦 副表 面粗糙度应 不刺破油 件 的作用时间缩 短， 要 使塑性变形扩展深度减小， 膜， 粗糙度越小， 允许的油膜越薄， 承载能力越大， 冷硬层深度减小 。 切削速度 增大后 。 切削热在工
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浅析 机械 加工 表 面质 量 的影 响 因素
王 昊
ｆ 尔滨 电机 厂有 限责任公司 大电机研 究所， 哈 黑龙江 哈 尔滨 ￣ｏｏ ） ５ ｏｏ
摘 要： 我们都知道 ， 机器是 由各部件组成的， 零件的好坏决定 了 器能否正常使 用。 机 只要有一个零件坏 ， 则整部机 器就会瘫痪。 而零部件的质 量却 由零件表面的质量所 决定 ， 由此可见 ， 零件的表面质量是不可忽视的。本文就对机械加 工表 面质关键词 ： 机械 ； 工表 面； 加 质量 ； 影响 因素
件表面层 上的作 用时间也缩短了， 将使冷硬 程 随着 社会的发展 ， 科技 的进步 ， 机器 的 则表面粗糙度越 小越有 利。 对 进给量增大， 切削力也增大， 表层金 属的 ２２影响表面粗糙度 的因素 ，即是影响机 度增加 。 ． 质量越来越重视。那么就会对每一个组装程序 塑性变形加剧， 冷硬作用加强。工件材料的塑性 进行严格 的审核 ， 控制零件质量 ， 把握住质量关 械 加 工 表 面 质量 的 因 素 愈大， 冷硬现象就愈严重。 ２２１切削加工影 响表 面粗糙度 ．． 口， 避免一切 的影响因素。机器是越来越精密 ， ２３２表面层材料金相组织变化 ．． 在加工表面留下 了切削层残 留面积。 其形 对零件的要求也随之提高 。保证机器正常运行 减小进给量 ｖ、 ｆ主偏 ２３２１磨 削烧 伤 ．．． 和使用寿命 ，就要对零件表面质量进行严格 的 状是刀具几何形 状的复映。 副偏角以及增大 刀尖 圆弧半 径， 均可减小残 当被磨工件表 面层温度达 到相 变温度 以上时， 控制。 掌握机械加工表面质量 的影 响规律 ， 有助 角、 留面积 的高度。适 当增 大刀具 的前角 以减小切 表层金属 发生金 相组 织的变化， 使表层金属强 于改善产 品质量和提高使用性能 。 削时的塑性变形程度 ， 合理选择 润滑液和提高 度 和硬度降低， 并伴有残 余应力产生 ， 出现 甚至 １ 工 表 面 质 量 的含 义 加 这种现象称 为磨 削烧伤 。 在磨削淬火 工件表面 质量的好坏 是 以表 面粗 糙度 的 刀具刃磨质量以减小切 削时的塑性变形 和抑制 微 观裂纹， 可能产生 ３ 种烧 伤。 鳞刺 的生成， 也是减 小表面粗糙度值 的有 钢时， 大小来衡量 的，表面粗糙度是指加工表面上所 刀瘤 、 ２ －２ ． ２ 改善磨 削烧伤 的途径 ３． 具有的较小 间距和峰谷所组成微观几何形状 的 效措施 。 磨削热是造成磨 削烧 伤的根源 ， 故改善磨 ２２２工件材料 的性质影 响表面粗糙度 ．． 特性 ， 其评定参数 有 ， 轮廓算术 平均偏 差 （ａ Ｒ） ， 加工塑性材料时，由刀具对金属 的挤压产 削烧伤有两个途径： 一是 正确选择砂 轮； 合理选 轮廓最大高度 Ｃ ｙ，微观不平度十点 高度 （工 Ｒ） Ｒ） 尽可能地减少 磨削热地产 生； 二是 生 了塑性变形，加之刀具迫使切 屑与工件分离 择 切削用量， 等。 尽 ２机械加工表面质量 的影响 因素 的撕裂作用， 使表面粗糙度值加大 。 件材料韧 改 善冷 却条 件， 量 使产 生 的热量 少传 人工 工 金属的塑性变形愈 大， 加工表 面就愈粗 件。 ２１ ．机械加工表面质量影响 机器的使用性 性 愈好 ， ２３３表面层残余应力 Ｉ＿ 糙。 加工脆性材料时， 其切屑呈碎粒状 ’ 由于切屑 能 的崩碎而在加工表面 留下许 多麻 点， 使表面粗 切 削时在加工 表面金 属层 内有塑性 变形 ２１１ ．．零件的耐磨性影响表面质量 发生， 使表面金属 的比容加 大； 由于塑性变形只 零 件的耐磨性主要与摩擦副 的材 料、 热处 糙 。 ２２３ 削加工影响表面粗糙度 ．－磨 在表层金 属中产生， 表层金 属的 比容增 大， 体积 理情况和润滑条件有关， 在这些 条件已确定 的 象 切 削 加 工 时 表 面 粗 糙 度 的 形 成 过 程 一 膨胀，不可避免地要受到 与它相 连的里层金属 情况下， 零件的表面质量 就起着 决定 性的作用 。 就在表面金属层产 生了残余应力 ， 而在 零件的磨损过程， 常分为 三个阶段： 擦副刚 样，磨削加工表面粗糙度 的形成也是 由几何 因 的阻止 ， 通 摩 里层金属 中产生残余拉应力 ； 削加工中， 切 切削 开始工作时， 磨损 比较 明显 ， 称为初期磨损 阶段 素和表面金属的塑性变形来决定 。 （ 一般称为走合期） 。经初期磨损后， 磨损缓慢均 ２３影 响加 工 表面 层物 理 机械 性 能 的 因 区会有大量的切 削热产生 ；不 同金相组织具有 ＿ 同时是影 响机械加工表面质量的因素 不 同的密度。 亦具有不 同的比容 。 匀． 进入正常磨损阶段 。 当磨损达到一定程度后， 素 ， 表面层金属产生 了金相组织的变化，表层 磨 损又突然加剧， 导致零件不 能正常工作， 称为 ２３１ 面层冷作硬化 ．．表 ２ ．１ ． １ 冷作硬化及其评定参数 ３． 金属 比容的变化必然要受到与之相连的基体金 急剧磨损 阶段。 就有残余应力产生 。 在交变载荷作用 ２１ ．２表面粗糙度影响表面质量 ． 机械加 工过程 中因切 削力作 用产生 的塑 属的阻碍， 使 畸变 ， 间产 生剪切 滑 下， 晶粒 机器零件 表面上的局部微观 裂纹， 因拉应 会 在干摩擦或半干摩擦情况下，摩擦副表面 性变形 ， 晶格扭 曲、 最后导致零件 断裂。 的初期磨损与表面粗糙度有很大关系。摩擦副 移， 晶粒被拉长和纤维化， 甚至破碎， 都会 使 力 的作用使原生裂纹扩大， 这些 表 面有一个最佳粗糙度，过大或过小 的粗 糙度 表面层金属的硬度和强度提高， 这种现 象称 为 从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑 ， 该表面 都会使初期磨损增 大。 摩擦 的原始粗糙度太大， 冷作硬化 （ 或称为强化） 。表面层金属强化的结 最终工序应选择能在该表面产生残余 压应力的 会增大金属变形的阻力， 减小金属 的塑性 ， 金 加 工方 法 。 开始 时两表面仅仅是若开 凸峰相接触， 际接 果， 实 触 面积小 于名义接触面积，接触部分 的实 际压 属的物理性质也会发生变化。被冷作 硬化的金 结束语 金 由于机械 加工表 面对机器 零件 的使用 性 强很 大， 破坏了润滑油膜。 接触 的凸峰处形成 局 属处于高能位的不稳定状态，只要一有 可能， 部 干摩擦， 因而接触 部分金属 的挤裂 、 碎 、 破 切 属的不稳定状 态就要 向比较稳定 的状 态转化 ， 能如耐磨性 、 接触刚度 、 疲劳强度、 配合性 质、 抗 因 断等作用都较强， 磨损也就较大。 随着走合期过 这种现象称为弱化 。弱化作用的大小 取决于温 腐蚀性能及精度 的稳 定性等有很 大的影响 ， 程 的进行 ， 表面粗糙度逐渐减小， 际接触 面积 度的高低 、温度持续时间的长短 和强 化程度 的 此对机器零件的重要表面应提出一定 的表面质 实 增 大， 损也随之逐步减小， 磨 就进入 正常磨损 阶 大 小 。 由于 金 属 在 机 械 加 工过 程 中 同 时受 到力 量要求 。由于 影响表 面质 量的 因素是 多方 面 段。 摩擦的原始粗糙度过小， 紧密接触的两金属 和热的作 用，加工后 表层金 属的最后性质取决 的， 因此应该综合考虑 各方面 的因素， 对表 面 表 面分子间产生较大的亲和力， 润滑油被挤 去， 于强化和弱化综合作用的结果 。评定冷作硬 化 质量根据需要提出 比较经济适 用性的要求 。 造成 润滑条件恶 化， 使表面容易咬焊 ， 因而初期 的指标有 ３项。即表层金属 的显微 硬度 Ｈ 硬 Ｖ、 参 考 文 献 磨损也较大。随着走合过程的进行 ， 表面粗糙度 化层深度 ｈ和硬化程度 Ｎ 。 【 成 大先． Ｉ 】 机械设计 手册【 】 ｂ ： 学工业 出 Ｍ■ 京 化 版 社 ．０ ２ ２０． 有所增大， 磨损 也随之有所减小， 当表 面粗糙度 ２ ．２ ． １ 影响冷作硬化 的主要因素 ３． 等于最佳粗糙度时进入正常磨损 阶段 。在初期 切 削 刃 钝 圆 半径 增 大，对 表 层 金 属 的挤 压 『１ ２吴相 宪 ， 王正 为 ， 玉堂． 黄 实用机械 设计手 册 磨损阶段 因走合而使表面粗 糙度 自动适应最佳 作 用 增 强 ， 性 变 形加 剧 ， 致 冷 硬 增 强 。 塑 导 刀具 后 【 ． 京 ： Ｍ】 北 中国矿 业 大 学 出版 社 ．０ ３ ２０． 值 。摩擦 表面的最佳粗糙度视不 同材料和工作 刀面磨损增大， 刀面与被加工 表面的摩擦加 【】 大放， 后 ３ 唐 冯晓宁， 卿． 设计 －ｌ 学【 ． 杨现 机械 ｒ￣ ， 要件而异。 大致在 ｖ ． ～ ０ ４ 右 。对 剧， 一般 Ｏ ８ Ｖ． 左 塑性变形增 大， 导致冷硬增强 。 削刃钝 圆半 北京： 切 中国矿业大学 出版社． ０ ． ２ １ ０
分析机械加工过程中影响工件表面质量的几个因素
分析机械加工过程中影响工件表面质量的几个因素在工件的成型过程中，有多方面的因素会对工件表面质量产生影响。
只有密切关注各方面的影响，才会生产出合格的工件。
标签：机械加工；表面质量；影响因素一、工艺系统的振动对工件表面质量的影响在机械加工过程中工艺系统有时会发生振动，即在刀具的切削刃与工件上正在切削的表面之间除了名义上的切削运动之外，还会出现一种周期性的相对运动。
振动使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏，使加工表面出现振纹，增大表面粗糙度值，恶化加工表面质量。
二、刀具几何参数、材料和刃磨质量对表面质量的影响刀具的几何参数中对表面粗糙度影响最大主要是副偏角、主偏角、刀尖圆弧半径。
在一定的条件下，减小副偏角、主偏角、刀尖圆弧半径都可以降低表面粗糙度。
在同样条件下，硬质合金刀具加工的表面粗糙度值低于高速钢刀具，而金刚石、立方氮化硼刀具又优于硬质合金，但由于金刚石与铁族材料亲和力大，故不宜用来加工铁族材料。
另外，刀具的前、后刀面、切削刃本身的粗糙度直接影响加工表面的粗糙度，因此，提高刀具的刃磨质量，使刀具前后刀面、切削刃的粗糙度值应低于工件的粗糙度值的1～2级。
三、切削液对表面质量的影响切削液的冷却和润滑作用能减小切削过程中的界面摩擦，降低切削区温度，使切削层金属表面的塑性变形程度下降，抑制积屑瘤和鳞刺的产生，在生产中对于不同材料合理选用切削液可大大减小工件表面粗糙度。
四、工件材料对表面质量的影响工件材料的性质；加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。
工件材料韧性越好，金属的塑性变形越大，加工表面就愈越粗糙。
加工脆性材料时其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点使表面粗糙。
一般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度较大，而韧性较小的塑性材料，加工后易得到较小的表面粗糙度。
对于同种材料，其晶粒组织越大，加工表面粗糙度越大。
因此，为了减小加工表面粗糙度，常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较高的硬度。
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浅谈影响机械加工工件表面质量的因素
摘要衡量一个机械零件的生产质量优劣与否,除了工件的加工精度外,工件的表面质量也是极其重要的一个方面。
研究机械制造加工表面质量,掌握在机械加工过程中各个工艺流程对被加工工件表面质量影响的内部规律,来优化生产加工过程,并最终达到改善产品质量、增强产品使用性能的目的。
关键词机械制造;加工表面质量;因素
工件的表面质量是衡量机械零件的生产质量优劣极其重要的一个方面。
所谓加工表面质量,是指机器零件在加工后的表面层状态,加工表面质量将直接影响到零件的工作性能,尤其是它的可靠性和寿命。
一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作,表面层的任何缺陷,不仅直接影响零件的工作性能,而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象,将进一步加速零件的失效,这一切都与加工表面质量有很大关系。
因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。
1加工表面质量对机械零件使用性能的影响
机械加工表面质量对零件的配合精度、耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性、接触刚度等使用性能都会产生很大的影响。
1.1表面质量对零件耐磨性的影响
零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和润滑条件有关。
在这些条件已确定的情况下,零件的表面质量就起着决定性的作用。
零件的磨损过程,通常分为三个阶段:摩擦副刚开始工作时,磨损比较明显,称为初期磨损阶段(一般称为走合期) 。
经初期磨损后,磨损缓慢均匀,进入正常磨损阶段。
当磨损达到一定程度后,磨损又突然加剧,导致零件不能正常工作,称为急剧磨损阶段。
1.2表面粗糙度对零件耐磨性的影响
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。
在干摩擦或半干摩擦情况下,摩擦副表面的初期磨损与表面粗糙度有很大关系。
一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间,最初阶段只在表面粗糙的的峰部接触,实际接触面积远小于理论接触面积,在相互接触的峰部有非常大的单位应力,使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏,引起严重磨损。
因而接触部分金属的挤裂、破碎、切断等作用都较强,磨损也就较大。
随着走合期过程的进行。
表面粗糙度逐渐减小,实际接触面积增大,磨损也随之逐步减小,就进入正常磨损阶。
2影响表面粗糙度的因素
2.1切削加工影响表面粗糙度的因素
1)刀具几何形状的复映。
刀具相对于工件作进给运动时,在加工表面留下了切削层残留面积,其形状时刀具几何形状的复映。
减小进给量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径,均可减小残留面积的高度。
此外,适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度,合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成,也是减小表面粗糙度值的有效措施。
2)工件材料的性质。
加工塑性材料时,由刀具对金属的挤压产生了塑性变形,加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。
工件材料韧性愈好,金属的塑性变形愈大,加工表面就愈粗糙。
加工脆性材料时,其切屑呈碎粒状,由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点,使表面粗糙。
3)切削用量。
切削用量是切削时各运动参数的总称,包括切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)。
2.2磨削加工影响表面粗糙度的因素
正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样,磨削加工表面粗糙度的形成也时由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。
影响磨削表面粗糙的主要因素有:砂轮的粒度;砂轮的硬度;砂轮的修整;磨削速度;磨削径向进给量与光磨次数;工件圆周进给速度与轴向进给量;冷却润滑液。
3影响加工表面层物理机械性能的因素
3.1表面层冷作硬化
机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形,使晶格扭曲、畸变,晶粒间产生剪切滑移,晶粒被拉长和纤维化,甚至破碎,这些都会使表面层金属的硬度和强度提高,这种现象称为冷作硬化(或称为强化)。
表面层金属强化的结果,会增大金属变形的阻力,减小金属的塑性,金属的物理性质也会发生变化。
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。
切削刃钝圆半径对加工硬化的影响切削速度增大,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了,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。
3.2表面层材料金相组织变化
当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后,表层金属的金相组织将会发生变化。
1)磨削烧伤。
当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时,表层金属发生金相组织的变化,使表层金属强度和硬度降低,并伴有残余应力产生,甚至出现微观裂
纹,这种现象称为磨削烧伤。
在磨削淬火钢时,可能产生3种烧伤。
2)改善磨削烧伤的途径。
磨削热是造成磨削烧伤的根源,故改善磨削烧伤有两个途径:(1)正确选择砂轮;合理选择切削用量,尽可能地减少磨削热地产生;(2)改善冷却条件,尽量使产生的热量少传入工件。
3.3表面层残余应力
产生残余应力的原因:
1)切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生,使表面金属的比容加大。
由于塑性变形只在表层金属中产生,而表层金属的比容增大,体积膨胀,不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止,因此就在表面金属层产生了残余应力,而在里层金属中产生残余拉应力。
2)切削加工中,切削区会有大量的切削热产生。
3)不同金相组织具有不同的密度,亦具有不同的比容。
如果表面层金属产生了金相组织的变化,表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍,因而就有残余应力产生。
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的破坏形式。
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结论
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响,因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。
由于影响表面质量的因素是多方面的, 因此应该综合考虑各方面的因素, 对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。
参考文献
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[2]李华.机械制造技术[M].北京:高等教育出版社,2000.。