零件表面加工质量的影响因素及优化

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摘要：摘要：零件的表面加工质量是保证其产品质量前提。通过阐释表面加工质量的概念，分析表面加工质量对产品性能的影响，归纳影响零件表面加工质量的因素，建议提高零件加工表面质量的有效措施。 关键词：表面加工质量;产品质量;质量检测 零件使用性能的提高和使

　　摘要：零件的表面加工质量是保证其产品质量前提。通过阐释表面加工质量的概念，分析表面加工质量对产品性能的影响，归纳影响零件表面加工质量的因素，建议提高零件加工表面质量的有效措施。

　　关键词：表面加工质量;产品质量;质量检测

　　零件使用性能的提高和使用寿命的增加与零件的表面加工质量密切相关。为了提高产品的综合性能，企业应当通过阐释表面加工质量的概念，分析表面加工质量对产品性能的影响，归纳影响零件表面加工质量的因素，研究提高零件加工表面质量的有效措施。

　　一、表面加工质量的概念

　　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，一般又叫做表面粗糙度，该参数直接影响到产品的物理、化学及力学等性能，也影响到产品的工作性能、工作可靠性、使用寿命等功能。机械零件的破坏，通常是从零件的表面层受到磨损、锈蚀、撞击等侵袭之后开始的。为了保护好零件的重要零件或普通零件的关键部位，

　　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，因为表面加工质量好的零件其耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性等综合力学性能会更好。在企业和研究机构，有专业的部门和人员研究机械加工过程中机床、刀具、环境、工艺等因素对加工表面质量的影响情况，以便通过控制加工过程来提高加工表面质量，从而达到提高产品性能的目的。

　　二、表面加工质量对零件性能的影响

　　(一)表面加工质量影响零件的耐磨性

　　零件磨损是自然属性，不管何种材质的零件，在使用过程中都会经历磨损，即初期磨损、正常磨合和剧烈磨损三个阶段的磨损过程。理论上来讲，绝对光滑的零件摩擦系数为零，也就是不存在磨损，而实际上，摩擦系数不可能为零。零件的表面粗糙度越大，摩擦系数越大，磨损越剧烈，零件寿命将降低;零件的表面粗糙度越小，摩擦系数越小，磨损越轻微，零件性能受影响。因此，零件的表面粗糙度需要有合适的数值，既满足寿命要求又满足使用要求。

　　(二)表面加工质量影响零件的疲劳强度

　　零件在工作过程中不可避免的受到载荷冲击，使用的越久，其内部受到的各种冲击越多，对零件表面及内部应力造成的破坏也就越大。在达到一定的疲劳强度后，一旦零件受到交变载荷的影响作用，零件的表面和冷作硬化层很容易产生折斷或破坏。零件的表面粗糙度值愈大，抗疲劳强度的能力就愈差;零件的表面粗糙度值愈小，抗疲劳强度的能力就愈好。

　　(三)表面加工质量影响零件的耐腐蚀性

　　零件在潮湿的环境中工作或者受到酸性物质的沾染，就容易生锈腐蚀。锈蚀的原理是发生化学反应，与水或酸性物质、氧气及零件本身的材质有关，也与零件表面的粗造度有关。零件的表面粗糙度值愈大，水或其他污垢越容易附着在零件上面，越容易发生化学反应，造成零件的腐蚀;零件的表面粗糙度值愈小，水或其他污垢越不容易附着在光滑的表面上，越不容易发生化学反应，零件的耐腐蚀性越好。

　　三、影响表面加工质量的因素

　　(一)切削加工

　　刀具几何形状、零件的材料、加工的工艺都可以影响表面加工质量。刀具加工零件时，会在零件的加工表面留下划痕，划痕的形状与刀具形状成几何匹配关系。如果刀具形状是凸型，划痕就是凹形;如果刀具形状是凹形，划痕就是凹形。划痕的高度与刀具主偏角、刀尖圆弧半径有关，减小刀具主偏角及增大刀尖圆弧半径均能减小残留面积的高度。加工塑性材料时，刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使刀具对金属零件的挤压产生了塑性变形，增加了表面粗糙度值。磨削加工表面粗糙度与几何因素和塑性变形有关，包括砂轮的粒度、硬度、速度、径向进给量与光磨次数。

　　(二)表面层冷作硬化

　　金属的表面层处于高能位的不稳定状态被称作冷作硬化，由不稳定状态稳定的状态转化，称为弱化。而冷作硬化弱化作用的大小取决于温度高低、持续时间长短等因素。鉴于金属零件在生产过程中受到应力和生热的双重作用，产品被加工后的表层性质则取决于冷作硬化强化和冷作硬化弱化相互作用的结果。表层金属的显微硬度、硬化层深度和硬化程度是评定金属冷作硬化的三项指标。刀具切削刃的半径增大时，对表层金属的挤压作用会增强，塑性变形会强化。

　　(三)表面层材料金相组织变化

　　当切削加工产生的热量使被加工表层的温度超过金属材料的相变温度后，零件表层金相组织即会发生一些变化。例如，在对零件进行磨削精加工时，砂轮与零件急剧摩擦产生的发热可以达到很高的温度，如果是铁碳合金材料又达到了马氏体的转变温度，零件表面层材料的马氏体组织将转化薇硬度较低的回火组织。砂轮与零件急剧摩擦产生的发热超过了相变温度，如果是铁碳合金材料没有被足够的冷却，表面层材料的硬度会下降变成退火组织。

　　四、提高表面加工质量的措施

　　(一)选择合适的刀具

　　刀具的材料和形状对零件加工表面质量都有影响。加工塑性强的材料，适合比较锋利的刀具;加工硬度高的材料，需要硬度更高的刀具;加工金刚石等超硬材料，则需要使用金刚石刀具或采用特种加工方法。车刀一般包括三面、两刃、一尖，其刀具的前刀面和后刀面形成的角度不同，对零件加工表面的影响也不同。在实际加工中，要选用与零件材料相匹配的刀具材料，既能避免刀具磨损，又能提高加工表面质量。

　　(二)合理采用热处理

　　在机械加工过程中，一般都要采用正火、退火、淬火、回火等热处理工艺。材料的塑性和金相组织状态影响表面粗糙度的大小，加工后的零件应该拥有相对稳定的状态、晶粒分布等金相组织。例如，低碳钢的塑性较大，加工前预先进行正火处理以降低材料塑性，则切削加工后便能获得比较合适(较小)的表面粗糙度。

　　(三)拟定合理加工工艺

　　拟定合理的加工工艺，将有利于提高零件的综合力学性能，降低零件的表面粗糙度。采用较高的切削速度和较小的进给量、使用切削液等，可改善加工表面层的变形强化。选用较小的径向进给量、较大的砂轮速度、较细的砂轮粒度和较小的轴向进给速度，也能获得较低的表面粗糙度。

　　参考文献

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