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浅析影响机械加工表面质量的因素及措施作者：不详更新时间：2012-本文转自：8-22 15:25:15-摘要：随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、 高温等条件下工作，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。本文分析了影响机械加工表面质量的因素，探讨了提高机械加工工件表面质量的措施。关键词：提高；机械加工；工件；表面质量；措施 随着人类社会的发展及人们对产品质量要求的进一步提高，许多在高温、高压、 重载等特殊环境下工作的重要零件，表面承受着巨大的应力和周围介质的腐蚀作用，零件表面的任何一处细微的缺陷都有可能导致零件的损坏。 产品工作性能如可靠性、耐久性的好坏，很大程度上取决于主要零件的表面质量。 研究机械加工表面质量及其影响因素，掌握其变化规律，对提高机械加工表面质量及产品使用性能具有重要的意义。本文转自：一、机械加工和机械加工表面质量的含义机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态,分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化,称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工,会引起工件的化学或物相变化,称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理,煅造,铸造和焊接。机械加工表面质量,是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度,也叫粗糙度,以RaRzRy三种代号加数字来表示,机械图纸中都会有相应的表面质量要求,一般是工件表面粗糙度Ra0.8um的表面时称:镜面。其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。一般而言,重要或关键零件的表面质量要求都比普通零件要高。这是因为表而质量好的零件会在很大程度上提高其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳破损能力。二 、影响机械加工表面质量的因素1. 机器使用性能对机械加工表面质量的影响表面质量对零件的耐磨性，配合精度，疲劳强度、 抗腐蚀性，接触刚度等使用性能都有很大的影响。(1)耐磨性对表面质量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。(2)疲劳强度对表面质量的影响在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳纹。 表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈，抗疲劳破坏的能力就愈差。(3)耐蚀性对表面质量的影响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。2. 影响表面粗糙度的因素(1)切削加工影响表面粗糙度的因素刀具几何形状的反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，其形状是刀具几何形状的反映。(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)磨削加工影响表面粗糙度的因素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等。3. 影响加工表面层物理机械性能的因素(1)表面层冷作硬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。(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。(a) 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(b) 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；二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件(3)表面层残余应力(a) 产生残余应力的原因：第一，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；第二，切削加工中，切削区会有大量的切削热产生；第三，不同金相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容的变化必然要受到与相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生(b) 工件主要工作表面最终工序加工方法的选择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损坏形式。 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。综上所述，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。三、提高机械加工工件表面质量的措施1. 制订科学合理的工艺规程是保证工件表面质量的基础只有制订科学合理的工艺规程，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 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2. 合理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 、切削速度的选择和切削深度及进给速度的选择等。 试验证明，在加工塑性材料时，若选择较大前角的刀具，可以有效抑制积屑瘤的形成，这是因为刀具前角增大时，切削力减小，切削变形小，刀具与切屑的接触长度变短，减小了积屑瘤形成的基础。3. 合理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摩擦系数，降低切削力和切削温度，从而减轻刀具的磨损，保证工件的加工质量。本文转自：4. 工件主要工作表面最终工序加工方法的选择工件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，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的破坏形式。随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、 高温等条件下工作，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。鉴于机械零部件表面对其耐磨性、 抗疲劳程度、 抗腐蚀性以及刚度等使用性能的影响，并且会在很大程度影响着机械的整体性能，所以应对机械零部件的主要工作表面设置相应的表面质量要求。 由于机械零部件表面的质量受到很多因素的影响，所以要对各种影响因素进行综合的考虑，根据实际情况及需要提出相对实用经济的机械表面质量要求。参考文献：本文转自：1 林志钦. 对机