机械加工表面质量的影响因素及改进措施浅析

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1、机械加工表面质量的影响因素及改进措施浅析　　摘要：随着现代机械越来越精密，为了保证其能够正常的运转，延长其使用寿命，需要严格控制表面质量。为了严把质量关，对机械每一个组装的部位都要经过严格的质量审核，避免一切可能影响机械质量的因素发生。本文分析了影响机械加工表面质量的因素，总结了提高机械加工表面质量的改进措施。　　关键词：机械加工；表面质量；影响因素；改进措施；　　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

2、的缺陷都有可能导致零件的损坏。产品工作性能的好坏，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。　　1表面质量的含义　　任何机械加工所得的表面，都不是完全理想的表面，它总是存在着一定程度上的表面粗糙度、残余应力、冷作硬化及金相组织变化等问题。这些问题影响着零件的使用性能和寿命。　　表面质量主要包括两方面内容，即表面几何形状和表面层的物理力学性能。　　1.1表面几何形状7　　任何加工后的表面几何形状，总是以"峰"和"谷"交替出现的形式偏离其

3、理想的光滑表面，可分为以下三种：　　1.1.1表面粗糙度，属微观几何形状误差，是指零件表面存在着的微观不平度。表面粗糙度可分为横向粗糙度和纵向粗糙度，把垂直于切削速度方向的粗糙度称为横向粗糙度；把沿切削速度方向的粗糙度称为纵向粗糙度。　　1.1.2表面波度，介于宏观和微观之间的几何形状误差，它主要由加工过程中的振动所引起。　　1.1.3宏观几何形状偏差，即加工精度中所指的"几何形状偏差"。　　1.2表面层的物理力学性能　　1.2.1表面层冷作硬化，指已加工表面由于挤压产生塑性变形，表面硬度高于工件材料加工前的硬度的现象。　　1.

4、2.2表面层金相组织的变化，机械加工中，工件表面加工区温度急剧升高，导致表面层金相组织发生变化，尤其在磨削加工中更加明显。　　1.2.3表面层残余应力，残余应力是指工件表面层发生形状变化或组织改变时，在表面层与机体材料交界处产生的应力。当引起应力的原因去除后，此应力仍然存在。　　2影响机械加工表面质量的因素　　2.1切削加工　　2.1.1工件材料的性质影响7　　零件表面粗糙度加大，其中的一个原因是由于在用刀具加工塑性材料中，会发生塑性变形，再加上刀具在加工过程中会对零件有撕裂作用。一般工件的韧性越好，其塑性的变形越大，加工的表面

5、也就越粗糙。如果工件是脆性材料，切削后的切屑成碎粒状，在切削之后，零件的加工表面上会出现很多导致其粗糙度增大的麻点。　　2.1.2切削用量的影响　　提高对塑性材料加工时的速度，减少切削的进给量，能够提高加工表面的光整度，反之亦然。　　2.1.3磨削加工中对表面粗糙度的影响　　在零件表面加工的时候，加工表面金属的几何因素和金属的塑性变形直接影响到了零件磨削加工表面的粗糙程度。其中对其影响最主要的是：砂轮本身的粒度与硬度、磨削的修整速度、零件表面加工的进给量以及零件表面加工的进给速度。　　2.1.4加工表面层物理机械性能的影响因素　

6、　在切削的力与热的作用下，零件加工表面在切削时，其金属的物理机械性能会产生一定程度的变化，其中包括有发生变化的金相组织以及产生的残余应力。　　2.2表面层冷作硬化　　在切削刃钝圆的半径增大时，冷作硬化强度与加工表层金属的挤压力成正比，与塑性的变形也成正比；冷硬层深度则是与切削的速度成反比，与刀具和工件表面相互作用的时间成正比，与塑性变形的扩展深度成正比。冷硬程度与切削的速度成正比，与切削热在零件加工表面的实际作用时间成反比，冷硬作用的强弱和进给量成正比，当切削力增大，其表面金属的塑性变形也会加快加剧。7　　2.3金相组织材料在表

7、面层变化　　在零件的加工表面层的打磨温度高于预期的相变温度的时候，表层的金属强度和硬度都会降低，金相组织材料出现了变化，并伴随着一定的残余力出现，当达到一定程度，或者超过时，就容易出现微观裂纹，而这一现象即为磨削烧伤。而磨削淬火钢的时间，主要有回火、淬火、退火三种烧伤形式。　　2.4表面层残余应力　　在零件进行切削时，金属体积的膨胀主要是由于表面金属的比容增大，而比容与只产生在表层金属中的塑性变形有一定的关系，发生塑性变形，其比容就会增加，表面比容增大的金属层就会受到相连的内金属层的阻碍，因而加工表层中的金属层会产生残余应力，内

8、层则会产生残余拉应力。　　不同金相组织的密度比容也不一样，如果加工表面层金属发生了金相组织变化，那就会受到相连金属的阻碍，因此就会产生残余应力。　　3、提高机械加工表面质量的改进措施　　3.1提高表面粗糙度的方案　　3.1.1表面粗糙度及其影响因素　　一般来说，