金属加工表面质量的影响因素及改进措施

金属加工表面质量的影响因素及改进措
施
摘要：金属加工的表面质量是指加工后零件的粗糙度。

通过零件的粗糙度，
可以直接判断加工金属的化学、物理性质和其他性质。

因此，分析影响金属加工
表面质量的因素，获得提高产品性能的方法具有重要意义。

本文就分析了金属加
工表面的直接影响因素，并提出了一些改进措施，希望为今后的研究提供一定参考。

关键词:金属加工表面质量；影响因素；改进措施
一、金属加工表面质量
粗糙度通常是衡量金属制品加工前表面质量水平的重要统计指标。

指金属零
件材料经加工后的表层微表面不平整度。

一般来说，粗糙度指数越高，加工前金
属的表面质量水平越低。

这种金属粗糙度指数可能完全是由于切削和加热等一系
列物理效应造成的微小不规则粗糙度误差造成的。

有些可能只是指在加工和制造
过程中，经过金属切削或热磨削后，金属零件的原始机械性能自然发生较大变化。

金属对加工产品的直接损害几乎通常始于材料表面结构的腐蚀。

优质钢材良好的
表面质量结构可以显著有效地提高金属原有结构的耐磨性、化学耐磨性、冲击强
度和耐腐蚀性，提高产品的使用寿命。

二、金属加工表面质量的影响因素
2.1机械使用性能对金属切削加工表面质量的影响
首先，零件材料在加工制造过程中的表面粗糙度往往在一定程度上受到加工
材料耐磨性和强度的影响。

对于每个加工的摩擦零件，表面摩擦副的初始接触阶
段和在表面摩擦副和表面摩擦副的接触副之间形成的两个主要接触副的接触阶段
被另一个粗糙的峰值表面完全接触。

因此，此时，两个工件产生的表面摩擦理论
面积上的接触面积也将明显大于实际表面摩擦接触点的接触面积，并且摩擦还会在接触两侧零件的过程中产生单位应力，导致零件表面的弹性变形和塑性变形与零件表面的实际表面接触相对应，导致其表面产生严重的机械应力疲劳磨损。

其次，机械疲劳强度间接影响零件的表面粗糙度。

在机械交变载荷的综合作用下，零件加工表面的浅部或凹部极易产生局部应力集中，容易产生局部疲劳线。

特别是，加工过程中零件表面的平均粗糙度值越高，疲劳条纹中的条纹位置越厚、越深。

因此，抗局部疲劳条纹损伤的性能较弱。

同时，残余应力值可被视为直接导致机加工表面零件疲劳强度急剧增加的最大和根本因素，这将导致并进一步加速表面零件疲劳应力的失效恢复过程，并将进一步扩大表面零件疲劳应力的失效裂纹，此外，在再加工过程中，它还会对加工零件的表面质量产生更严重的影响。

2.2加工零件表面粗糙度的影响因素
通过分析，我们可以看出，影响工件刀具切削表面和刀具加工装配过程的表面粗糙度值变化的主要基本决定因素包括：刀具几何的表面粗糙度表面粗糙度主要反映对刀具的影响，对应于刀具在切削或进给工件时可能留在表面上的残留切削层或切削层区域，它是研究刀具切削表面粗糙度的另一个重要数值反射值；切削过程中刀具在金属表面具有强烈塑性变形的特点，同时由于金属塑性切削挤压变形过程中形成的刀具运动，刀具会在金属表面形成强烈的塑性层，这将再次导致表面切屑层材料和金属工件材料组织之间的金属组织的应力分离失效和应力撕裂剥离失效，这会显著增加切割和加工操作中零件表面粗糙度上的残余粗糙度。

同时，在切削和成形过程中，大量的切削残留物和碎屑沉积物可能会进一步对整个切削或机加工成形过程中零件外表面的微观残留物和粗糙度值等参数造成极其复杂、巨大和破坏性的因素；然而，在切削和成形某些脆性材料的过程中，切削的加工和成形速度通常不会对未经处理和成形零件上表面的微观粗糙度参数产生太大的破坏性影响。

三、金属加工表面质量的改进措施探析
3.1完善工艺流程
完善设备加工操作流程体系和管理创新是金属机械数控加工技术全面发展的
技术前提，也是企业提高现有金属机械设备加工产品表面质量管理的总体规划。

客户在制定复杂金属零件表面的设计工艺或制造工艺流程时，应坚持工艺设计的
技术基准要求与设计定位的工艺基准要求相结合，以实现精确的工艺定位设计和
精细的工艺控制，确保高精度要求，生产操作控制过程所需的过程可控性和夹紧
定位，为实际加工操作提供更完善、更准确的操作方案要求和检测手段，只要达
到这一水平，就可以充分保证复杂金属表面加工过程中表面质量和效率的整体提高，使产品更符合客户要求。

3.2科学设施切削参数和最终工序流程
只有采用严格、科学、正确、有效的切削工艺参数和金属切削加工技术参数
设置，才能保证或防止各种金属表层热处理制造加工过程中出现各种严重的金属
质量问题，并降低了金属理论切削加工后工件表面层热处理的表面粗糙度或变形
程度，满足了各种复杂金属表面的热处理加工要求。

在设定刀具加工精度参数时，还应注意切削运动和加工速度对刀具效率的其他一些主要影响量和控制因素。

主
要测量内容一般包括刀具加工过程的速度、刀具主轴旋转时的旋转角度、进给速
度值以及影响工件切削精度和加工质量的刀具切削运动深度系数。

试验还表明，
在金属塑性材料加工和装配时，刀具的前伸角可以有效地增加，表面质量或缺陷
概率可以显著降低。

因为当刀具前凸角逐渐增大时，切削冲量相应减小，金属表
面的变形和磨损程度越来越小，表面质量得到改善。

3.3优化加工工艺，降低误差
金属焊接在完成加工精度过程时，还必须进行合理的检测，采用国内最成熟、最先进、有效、可靠的金属表面缺陷加工质量检测新技术，并引用国外目前最新
技术和先进的工艺检测手段，充分合理地应用补偿缺陷检测技术或特别是缺陷误
差检测和预防手段等新技术资源和设备，可以进一步全面提高整个焊接工程金属
表面缺陷检测和处理过程的精度和质量，提高整个焊接过程的精度，防止因过度
的工艺错误导致新项目的质量问题。

采用先进的设备和技术，只有通过这样的处理，才能有效、全面地改善金属切削中的质量问题，改变以前加工过程中的错误
可能对金属表面造成的机械损伤，并采用多种方法，如原始误差偏移方法或原始
误差偏移的均匀化，以减少原始误差的潜在影响。

虽然在金属加工和装配过程中存在误差，但几乎不可能避免，但它可以适当及时地调整和完善检测设备的规格和相关技术要求，有效及时地调整和减少测量误差，对推动金属切削整体质量管理水平的不断提高也起到了很大的作用。

3.4降低残余应力和表面层热变形
在金属热处理加工过程中，应根据各种工艺设备的特点、适用范围和材料金属性能，制定详细、科学、系统、可行的材料加工工艺规划方法或优化设计，采用多种先进或高科技手段进一步强化金属热处理，改善金属表面性能，增强热处理材料金属表面的热物理性能，防止金属因原金属的热变化和热液的热变化而开裂。

结语：
总之，金属加工的表面质量对机床的许多性能有很大的影响，因此在加工过程中需要满足一定的要求。

影响金属表面质量的因素是多种多样的，因此需要同时考虑各种因素，进而对金属加工的表面质量提出合理的要求。

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