浅析如何提高机械加工表面粗糙度

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表面质量是衡量机械加工零件 加工质量的重要组 成部分 。机 器故障的产 生多数是单个零件或部件丧失其使用性能引起的 ，生产 实践和研究表明 ，这部分的故障大多是由零件表面磨损、疲劳破坏和腐蚀引起的 。因此 ，正确理解零件表 面质量意义 、了解影响加工表面质量的各种工艺因素、合理 改善其表 面质量 ，对机械 加工提高 产品的 质量 有着重要的意义 。

1 表面加工粗糙度问题的表现形式耐磨性 ：表面粗糙 度值 越小 ，其耐磨性也就越好 。但是表面粗糙度值如果太小 ，反而润滑油 不易储存 ，接触面 容易出现份 子粘结 ，导致摩擦力的增加 。

机械疲劳强度：在交变载荷的破坏作用下，金属很容易产生疲劳破坏，而疲劳破坏产生往往是从金属的冷作硬化层下和零件表面上 开始发生的 。

腐蚀性：表面粗糙度对零件的腐蚀性能在很大程度上有决定性的作用。表面粗糙度值越大，则抗腐蚀性能则越差。

配合零件之间的连接强度：表面粗超度直接影响着零件间的连接强度，在间隙配合中，大的表面粗糙度会严重影响配合性能。导致增加磨损量、间隙随之变大。

2 表面加工粗糙度问题的导致因素2.1工件材料性能塑性金属材料在加工的过程中，刀具挤压金属材料，使其产生塑性变形，切屑和工件分 离是由于 刀具 外力的挤 压 ，表面 出现撕裂现象，这严重影响表面粗糙度。伴随着工件材料韧性的提高，在切屑过程中材料的 塑性变形也就越 大 ，加工表面 粗糙度也就越差。脆性材料在加工时，所切削形成的铁 屑为颗粒状，在切屑崩碎的过程中 ，加工表面容易产生细小的坑点，提高表面粗糙 度值。

2.2刀具切削加工在普通 刀具在 切屑过 程 中，切削表 面势必会产生残 留面积 ，残留面积 的高 度则是影响加工表面粗糙度的主要因素。在整个加工过程中，刀具的进给量、主偏角、副偏角、圆浑径则是造成切削残留面积的主要 因素 。

砂轮磨削加工过程中，砂轮上硬质颗粒断裂后形成微刃，其分布情况和外形对表面粗糙度有着直接的影响。因为磨削加工表面是大量微 刃在金属表 面切 削出细小的切削痕迹构 成的 ，所形成 的切 削痕迹越细孝越密集则表面粗糙度就越好，相反切削痕迹 粗大 、分 布疏散 ，则表 面粗 糙度 越差。

2.3表面冷作硬化在普通刀具切削或砂轮磨削过程中，表面 层金属由于刀具外在切 削力和材料本身的塑性 ，使其品格产生剪切 、滑移、拉长 、扭 曲、破 碎，宏观的表现特点则是材料 表面层变硬 ，屈服点提高 ，延生率降低。

2.4表层组织变化如热处理 的原 理-样 ，机械加 工时表切 削表 面会产 生大量的热 量 ，这些热量 会使 已加 工表面温 度升高 ，当温度超过该加工金 属的相变 温度 ，金属表 层的金相组 织将会产生变化 ，伴随的工件或 刀具的旋转 ，改组织变化部分又会急速的冷却，表面形成类似淬火的组织，这种现象被称为风淬”。而在砂轮磨 削加工时 ，同样的效果也会产生，表面层的强度和硬度会降低，并会产生残余应力、细微裂纹，这种现象被称之为磨削烧伤”。

2.5机械加工振动机械加工时产生振象是我们极其不愿意看 到的有害现 象 ，它会导致切 削 刀具 与被加工材料之间出现相对位置的移动，而导致表 面出现振 动的痕迹 ，这些痕极严重 的影 响工件的表面粗糙 度和使用性能 。

3 表面加工粗糙度问题的解决措施3.1制定科学的工艺规程科学的工艺规程是保证加工质量的基础依据 。好 的工艺规程 的主要特 点是工艺流程短、能够准确的定位、尽量考虑将定位基准和 设计基准 重合 。如果 定位基准 与设计基准 两个基准不重 合 ，定位基 准选择加工 质量 高的表面 作为参考 面 ，如果有 几个设计准都集中在-个面上，可选用组要设计基准 作为定位 基准 ，甚 至可以补充 必要的工艺 台或工艺 孔 ，保证工件加 工表面 质量符合要求t尽量避免工件多次装夹，如果有 条件 可使用专用夹具 来保证加工 质量。

在加工方法的选择中，特别要注意零件关键表面的最终工序加工方法 ，因为机器零部件的使用性能和 留在工作表面的最终工序残余应力息息相关。关键零件的最终加工方法选择的表面工作，部分主要工作表面的最终加工方法选择 ，必须考虑该工件可能出现的的破坏形态和零件工作表面的具 体工作 条件3.2采用专门的强化工艺对于-些零 件 ，可 以采用滚 压、碾光 、1 24 科技资讯 SCIENCE ＆ TECHNOLOGY INFORMATION喷丸等 表面强化 工艺 ，来提高 其表面强度和防腐蚀性能。因为这些加工手段可以是加工工件表面层产生残余压应力和冷作硬化，同时还可以消除磨削所残留的应力，降低表面粗糙度。但是值得注意的是，在采用滚压、碾光、喷丸等强化加工工艺师-定要很好的控 制工艺参数 ，否则容易 出现 表面过度硬化 ，导致其完全丧失 塑性 ，严重会导致裂纹和材料表 皮脱落。

3.3选择合理的切削参数合理 的 刀具 角度 、切 削速 度 、切 削深度 、进给速 度的选取 ，可有效的降低理论加工残余 面积的高度 、减小切 屑瘤 参数的 可能性 。选择续给量 和较大 的刀具 刀尖 圆浑径 ，可有效的改善表面粗糙度 。利用宽刃刀尖低速切削和普通 刀具 高速切削都可以得到较好的表 面粗糙度 。在-定 范围内适 度增加 刀具 前角和后 角 ，提高 刀具 的整体刃磨质量都能较好 的提高表面粗糙 度 。

3.4减少加工中振动现象在控制和减少加工振动时，要首先判断振动 的运 动规律和 产生原 因。机 床加工振动主要分为两大类 ，-类为强迫振动 ，另- 类为 自激振动 。强迫振动是指振 动过程频率随 着干扰频率 的改变而 变 ，干扰 作用消失其 也随之消 失。而 自激振动 则是在 没有相对 的外力干扰情况下 产生的振动 。

如果是 强迫振 动 ，这可 采用减 少 回转件不平衡、提高设备精度、调节系统固有频率、远离干扰源等方法来控制。如果是自激振动则应该合理的选择切削用量、合理选用刀具几何角度、增加减震装置、提高设备抗震性能等方法来控制。

总而 言之 ，表面 质量和零 件性 能是 紧密相关的，在零件加工中，-定要按照工艺要求高 质量完成零 件的表面加 工任务 ，但是也不 能过分的追 求零件的表面 质量 ，要综合考虑零件的成本，以免造成不必要的经济损 失。