机械加工表面质量的影响因素及改进对策研究

张亚标

（新乡职业技术学院，河南 新乡 453006）

机械加工表面质量又称为粗糙度，指的是机械加工表面的粗糙不平度。加工后的表面质量对机械产品物理性能、力学性能具有重要影响。另外，机械产品的可靠性、耐磨性、抗疲劳强度、寿命等，都受到表面质量影响。因此，为促进机械产品综合性能提升，必须综合采取有效对策，提高表面质量。然而机械加工表面质量受到多种因素影响，只有加强每个环节的质量控制工作，才能确保表面质量提高。下面将对这些问题进行探讨与分析，并就提高机械加工表面质量提出改进和完善对策，希望能够为实际工作提供指导。

1 机械加工表面质量的影响因素

（1）切削加工。切削加工质量和效果对整个机械加工表面质量的影响是等多方面的。其中刀具、切削方式、进给量、主副角大小、润滑液、切削时塑性变形等，都会影响机械加工表面质量。另外工件材料性质、砂轮粒度、砂轮强度、磨削径向进给量等，也会影响表面机械产品加工质量。

（2）表面层冷作硬化。当出现冷作硬化现象时，机械加工产品表面层会出现塑性变形，结构、质地发生变形、弯曲，切割时晶粒会发生滚动，甚至出现碎裂现象。进而会增加外层金属的坚度和韧度，导致金属的塑性变弱，物理、力学性质随之发生变化，给机械加带来不利影响，影响机械加工表面质量。

（3）表面层材料金相组织变化。切削热使被加工表面温度超过相变温度，金相组织会发生相应的变化，给机械加工带来不利影响。其主要的方式是回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤，当发生这种现象时，表层金属强度和硬度会出现降低的情况，同时还会出现残余应力，甚至还会引发微小裂缝现象，对机械表面粗糙度产生较大的不利影响。

（4）表面层的残余应力。导致表面层残余应力发生的原因有以下几项：切削时表面金属层内出现塑性变形，增大表面金属比容；塑性变形只在表层金属当中产生，但表层金属比容增大，体积出现膨胀现象，进而引起残余应力发生；另外，切削时在整个切削区会产生大量的切削热；不同金相组织的密度、比容存在差异，当表面层金属金相组织发生变化，比容变化受到金属阻碍，引起残余应力发生。

2 机械加工表面质量的改进对策

（1）改进加工刀具。为确保表面质量，减少残留面积，在机械加工中要采取有效对策改进加工刀具。做好刀具选择工作，刀具应该采用较大的刀尖圆弧半径，较小的副偏角，或者合适的修光刃，宽刃精刨刀、精车刀等，确保刀具选择符合产品加工需要。同时刀具选择最好与工具材料性能相适应，要确保刀具质量，不得采用磨损严重的刀具。从而为减小产品表面粗糙度，提高表面质量奠定基础。

（2）合理选择工件材料。提高工件性质也是不可忽视的一项重要工作，其中对机械加工表面质量影响较大的是材料塑性和金相组织，因而必须加强这两项材料的质量控制工作。塑性较大的低碳钢、低合金钢材料，为确保其质量合格，应该对其预先进行正火处理，实现降低这些材料塑性的目的。从而让这些材料经过切削加工之后，能够保持较小的粗糙度。另外工件材料应该确保其具有适宜的金相组织，包括状态、晶粒度大小和分布等内容。从而有利于确保工件材料质量，促进机械表面加工质量提高。

（3）改进切削条件。改进切削条件能实现有效减少积屑瘤的目的，使得机械加工之后表面实际残留面积高度与理论值更加接近，从而有效保障机械产品质量。改进切削条件主要从切削刀具角度、切削速度、切削深度、进给速度等方面入手。由于主副偏角、刀尖圆弧半径对表面粗糙度都会产生重要影响，因而在明确进给量的前提下，减少主副偏角、增大刀尖圆弧半径，能实现降低机械加工表面粗糙度的目的。还可以合理调整前角与后角，减小切削变形，减小前后刀面间的摩擦，减少积屑瘤等措施，进而达到降低机械加工表面粗糙度，提高机械加工效果的目的。

（4）完善工艺流程和加工方法。机械表面加工前要制定科学、合理的加工工艺流程，明确各项基本操作要求，为减小表面粗糙度，提高机械加工产品质量创造有利条件。另外还要采用合适的加工方法，采用精密、超精密和光整加工方法，采用较小的径向进给量。选择较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度，对工作砂轮表面进行精确细致的修整，确保砂轮磨粒锋利。另外还要选择合适的切削液，更好地促进机械加工顺利进行，促进机械加工表面质量的提高。

（5）应用先进的加工技术。先进技术不仅能促进机械加工任务顺利完成，还能保证机械加工表面质量。要将超精密加工与现代计算机技术结合起来，操作中严格按照流程进行，保证操作过程的精密和准确。在满足机械加工要求的前提下，选择较小的径向进给量和轴向进给速度，保证整个加工过程稳定。减少甚至避免切削振动，并适当加入磨削液，促进整个机械加工效果提升。

（6）减少表面层变形强化和残余应力。合理选择刀具的几何形状，保证刀具具有较大的前角与后角，合理选择切削液，适当控制切削速度，减小表面层的变形强化现象发生。在机械加工过程中，要想方设法降低甚至杜绝残余应力发生。其措施是多种多样的，最为重要的策略是降低塑性变形，减小切削温度，实现降低残余应力的目的。

3 结语

综上所述，在机械加工过程中，影响表面质量的因素是多方面的。今后在实际工作中，应该认识质量的影响因素，并有针对性地采取改进和完善对策。同时还要提高机械加工人员综合素质，严格把握相应的技术操作规范流程，注重实际工作经验总结。以促进机械加工顺利进行，提高整个机械加工质量和效果。

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