浅析机械加工表面质量问题与对策

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机械加T产品表面质量的好坏可能会直接影响机械产品的自身性能。通常情况下，-些比较重要的零部件对机械产品的表面质量控制较为严格，主要是由于机械加工产品的耗损常常都是先从零部件的表面开始的。

所以机械产品的表面质量问题尤为重要，分析和探究此类问题就是希望在加T生产过程中能够摸索出产品表面粗糙程度不-的各种原因，更好的改进机械生产加T方法，这样才能不断的提高产品质量，增加产品使用寿命，提高企业的信誉保障。

1 产品表面质量对其自身-眭能的保障1.1 耐磨损和抗疲劳强度的能力○属的耐磨损能力主要撒于金属的表面耐磨性能，而金属表面的耐磨性能又受到生产加] 时的粗糙程度影响，通常，产品的损耗主要集中的与起初的损耗时期，金属表面的粗糙程度跟损耗程度是成正比的，相反亦然。如此就产生了-个恶性循环，造成产品进入更加的严重的耗损阶段。在受力以后，产品的抗疲劳强度也收到金属表面质量的影响，当抗疲劳强度受到破坏以后，金属的负载能力也会相应的变弱。当然机械产品表面的粗糙度是必须要有的，如何控制在最好的粗糙值附近是我们需要考量研究的所在。

1.2 抗腐蚀能力与配合质量。产品最外层类似于果皮，充当着重要的保护功能，如果产品表面质量不能达标，那么产品就很容易受到其他液体或者潮湿空气的腐蚀，并且粗糙度越强，抗腐蚀能力就越弱；在产品与其他产品互相接触配合的时候，产品的表面质量也显得尤为重要，产品与产品之间的微观表面会大大的降低零部件之间的配合质量，对产品的使用寿命，自身陆能都会产生较大的影响。

2 产品表面质量问题原因2.I 切削加工。切削加丁是机械产品生产环节的重要加工手段，顾名思义，就是使用切割工具将备用的金属材料按照要求切割成生产所需要的形状样式、大小尺寸，以及控制零部件的表面质量等等。在切割过程中，切割角度，切割T具的形状都会对金属表面质量造成直接影响。

机床加T生产中，机械震颤所带来的影响也是不可忽略的。有时候，金属材料的自身属性也决定着产品表面质量，加工-些韧性较好的材料时，要想是产品表面粗糙度降低，那就要尽量的减叙属的形变；而加工韧性较差的金属时，特别注意的是加工过程中产生的金属细屑，这些东西如果存留在金属表面，自然地也会增加产品的粗糙度。

2.2 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，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。经过不断的实践研究，如下几个方面是冷作硬化重要原因。切割工具的半径过大，导致金属表面受力过强，非弹性形变产生，金属表面硬度变强。当 具磨损程度加大时，工具与金属表面急剧摩擦，也可以导致冷硬增强。切割时速度过大，产生的热量在金属表面作用时间较短，也会不同程度上增强冷硬程度。

2.3 表面层材料金相组织变化。在进行金属切削时，金属表面温度会急剧升高，当温度超过规定数值的时候，金属表面的金相组织就会随之产生-些不必要的改变。其中磨削烧伤最为常见，主要可以分为回火、淬火以及退火烧伤三种。这种烧伤指的是在切割、打磨金属时，由于表面温度过高，是金属外层的金属强度和金属硬度变低，同时在金属表面出现-些肉眼看不见的细纹。其中回火烧伤是说，在淬火过程中，磨削部分的温度并没有高出金相组织变相温度，可是却高于了马氏体转换的温度。如此就不能产生正常的回火马氏体金属组织，而是转变为硬度不是很高的托氏体。而淬火烧伤是指温度已经大于了使金属相变的温度，金属在淬火、冷却加丁以后出现的再次淬火的现象，使得金属产品本身硬度过大。最后-种是退火烧伤。出现淬火烧伤现象以后，不能及时的降低磨削部分的温度，这样金属表面就会产生-种新的组织，叫退火组织，也直接影响这产品的硬度♀决此类问题的方法也不少，究根结底烧伤的原因就是磨削区的温度太高，选择材质合适的磨削T具可以考虑，另外，做好加工过程中的降温.作也是有帮助的。

2.4 表面层残余应力。表面残余应力产生的原因。-是切削时在加1二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。二是切削加工中，切削区会有大量的切削热产生。三是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。

3 提高mT表面质量的措施3.I 刀具方面。选择刀具的材料性能应该与被加T材料有-定的协调搭配能力，这样能够有效的防止加T过程中刀具耗损较大，由于切削刀具直接接触工件表面，-旦切削刀具发生耗损，产品的表面质量难以得到保障；另外切削刀具的大小尺寸等几何参数务必要精确，安装后的切削角度调整问题，都要严格把关，争取最大限度的在此环节不影响产品表面丁艺。

3.2 工件材料方面。工件材料陛质中，对加工表面粗糙度影响较大的是材料的塑性和金相组织。对于塑性大的低碳钢、低合金钢材料，预先进行正火处理以降低塑陛，切削加工后能得到较小的粗糙度。工件材料应有适宜的金相组织(包括状态、晶粒度大邪分布)。

3-3 切削条件方面。以较高的切削速度切削塑性材料可抑制积屑瘤出现，减续给量，采用高效切削液，增强T艺系统刚度，提高机床的动态稳定性，都可获得好的表面质量。

3-4 加工方法方面。主要是采用精密、超精密和光整加工。选用较小的径向进给量，选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度，工件速度应该低些，采用细粒度砂轮；精细修整砂轮工作表面，使砂轮上磨粒锋利，也可达到较好的磨削效果。选择适宜的磨削液能获得低粗糙度表面。

35 减少加T表面层变形强化和残余应力也能提高加T表面质量。

合理选择刀具的几何形状，采用较大的前角和后角，并在刃磨时尽量减小其切削刃刃口半径；使用刀具时，应合理限制其后刀面的磨损宽度；合理选择切削用量，采用较高的切削速度和较小的进给量；加工时采用有效的切削液等，可减少加T表面层变形强化。

当零件表面存在残余应力时，其疲劳强度会明显下降，特别是对有应力集中或在有腐蚀洼介质中lT作的零件，影响更为突出。为此，应旧能在机械加工中减序避免产生残余应力。·但是，影响残余应力产生的因素较为复杂。总的说来，凡能减小塑性变形和降低切削温度的因素都能使已加工表面的残余应力减校此外，生产中常采用滚压、挤(胀)孑L、喷丸强化、金刚石压光等冷压加工方法来改善表面层材质的变化。通过这些措施在生产实践中的应用，大大地提高了机械加丁零件的表面质量，提高了产品的T作性能、可靠性、寿命。