机械加工表面质量缺陷的改进研究

侯海文

【摘 要】机械加工工作对精细度的要求非常高，一点点小的瑕疵就可能使整个机械加工产品报废。事实证明，机械加工表面质量的好坏对整个机械产品的质量有很大影响。因此，在机械加工过程中，必须采取一定措施降低对机械加工表面的损伤，减少机械产品表面质量缺陷。本文简单介绍了导致机械加工表面质量缺陷的因素，着重分析了减少机械加工表面质量缺陷的改进措施。

【关键词】机械加工；表面质量缺陷；影响因素；改进措施

机械加工表面质量缺陷主要是指机械零件表面凹凸不平比较粗糙达不到质量标准，从而影响机械产品的使用性能的缺陷。因为机械产品的损耗一般从表面开始，所以机械加工表面质量缺陷通常会降低机械产品的使用年限和可靠性。

1.导致机械加工表面质量缺陷因素

影响机械加工表面质量的因素有很多，它们在不同程度上是对机械产品的表面产生一定损害，降低产品的表面质量。

1.1机械加工材料表面组织变化

在加工机械产品时通常会使用切削技术，但这一技术的缺点在于是切削面的温度发生较大变化，使金属发生一定变相反应，给机械加工过程带来极大困扰。切削技术对机械产品表面造成伤害的方式主要为淬火烧伤、退火烧伤、回火烧伤等等[1]。一般情况下发生切削伤害后，机械材料金属表面的硬度和强度降低，并且切削结束后金属表面还会有少量的应力，这就非常可能引起机械加工表面出现细小裂纹，使机械产品表面的平滑度降低。

1.2表面冷却因素

使用切削工艺过程中，要对机械加工表面进行降温，这一过程经常会导致产品表面发生热塑性变形，使表面金属的结构和外形发生变化。这一变化会使切削时切割晶粒不稳定而发生滑动甚至碎裂，从而使金属表面的硬度增加、韧性变弱、热塑性降低，随着一系列物理变化的发生，最终使机械加工表面质量产生缺陷。

1.3表面应力的影响

在应用切削工艺时因为金属表面发生热塑反应，进而使机械产品表面的比容增大，因为塑性变形仅发生在金属表面，但是表面金属因为比容变大会发生一定的膨胀，所以金属表面就会产生少量的应力，从而使机械加工表面发生变形，机械加工表面变得粗糙。

1.4切削加工技术因素

切削加工技术对机械加工表面质量的影响体现在多个方面，影响最大的是进给量、切削方式选择、使用的刀具。不同的切削加工技术会产生不同的机械加工表面质量缺陷，这和操作人员的技术水平也存在一定联系。此外加工金属材料的物理性能、砂轮运行强度也会对机械产品表面的质量产生一定影响[2]。

2.减少机械加工表面质量缺陷的改进措施

2.1选用性能好的加工材料

经过研究发现，性能好的加工材料能够有效减少机械加工表面质量缺陷。原材料的金相组织和热塑性是影响机械产品表面质量的关键因素，因此在选择加工材料时必须考虑这两个方面的因素。在选择原材料时应该保证它的金相组织适宜、晶粒大小合适、分布均匀，进而提高机械加工表面质量，减少表面缺陷。如果选择的材料热塑性较大，可以在加工前对它进行正火处理，进而降低该材料的热塑性[3]，确保将这些原材料进行加工时减少对机械产品表面的损伤，使产品表面更加平滑，提高机械产品的整体质量。

2.2选择合适的道具

在加工时选用合适的刀具能够提高机械产品的精确度，降低表面质量缺陷数量，保证机械产品的质量。在选择刀具时应该考虑以下几个方面：刀具工作部位的圆弧半径大小和副偏角度数、修光刃的锋利程度、刀具的精度。在保证刀具符合加工要求的基础上，尽量选择和加工材料的物理性能相适应的刀具，避免使用已经严重磨损的刀具，从而提高机械产品表面质量，为整个产品的质量奠定良好基础。

2.3选择合适的制造方法和工艺

为创造提高机械加工表面质量的有利条件，在进行机械产品加工之前，要设计完整、合理的机械表面加工方案，确定要使用的加工工艺和原材料，明确各个工艺应用的先后顺序，降低机械产品表面的粗糙程度。在设计机械产品的加工方案时，必须选择合适的加工工艺、精密度高的制造方法。为提高加工工艺的精确度，在选择磨砂轮时应该考虑到磨砂轮的使用顺序，选用大小合适、轴向进速度较快的磨砂轮，并且定期对磨砂轮进行维护，以保证磨砂轮的工作区域锋利度。此外还要选用质量上乘的切削辅助液，确保磨砂过程的润滑度，保证磨砂工作顺利进行。

2.4提高切削技术水平

为减少切削过程产生的积屑瘤，可以适当改进切削技术，提高切削技术的水平，尽量使切削之后机械产品得表面面积和设计值一致，进而提高机械加工表面质量。要想提高机械加工切削技术水平，可以从以下几个方面进行：调整切削刀片的角度和切削过程的速度，提高对原材料切削深度的控制，增加进给量[4]。理论上说，在切削进给量不变的情况下，适当改变刀具的主副偏角大小或者刀具工作区域的圆弧半径都能够使机械加工表面质量发生变化。降低刀具的主副偏角值、增大刀具工作区域的圆弧半径，能够有效实现提高机械产品表面平滑度的目的。

2.5控制加工材料表面的应力大小

选择合适的刀具能够有效降低切削面的应力大小。在选用刀具时，要根据需要切削的机械产品的形状，选择合适形状的刀具，确保刀具和原材料之间的前角、后角角度较大，并使用合适的切削辅助液，调整切削的速度，以确保减小加工材料表面的应力大小。此外还应该在加工过程中采取措施降低切削面残余应力，这类措施的主要是通过降低切削表面的温度，减少金属表面的热塑性变形程度，以降低切削面的残余应力。

2.6大胆使用新技术、新产品

在加工过程中大胆产尝试新的技术，不但能够提高机械加工的效率还能在很大程度上降低机械加工表面质量缺陷的发生频率。目前，在实际的机械加工中，已经开始尝试将计算机技术应用在精密仪器制造过程中，这一组合保证了操作流程的准确性。另外，可以在不破坏机械加工质量的前提下，适当提升轴向进的速度、提供较小的进给量，以提高加工速率[5]，使加工過程更加稳定。在实际加工过程中，可以选择效果较好的新切削辅助液，提高切削材料表面的平滑度。

3.结束语

机械产品的表面质量影响重大，它关系到机械产品日后的工作性能，因此我们应重视机械加工表面质量问题。总结之后我们可以发现，导致机械加工表面质量缺陷的因素有很多，本文只列举了几种常见的因素，并提出了相应的可行性较高的解决对策，促进机械产品的质量发展。此外还要采取措施提高机械加工操作人员的技术水平，以保证加工过程顺利进行。 [科]

【参考文献】

[1]肖英军.影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J].科技创业家，2014，03：72.

[2]孙善乾.机械加工表面质量分析与研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2007，02：53-54.

[3]邱德元.机械加工表面质量的工艺分析及改善方法研究[J].山东工业技术，2013，10：203+209.

[4]刘振宇.对机械加工表面质量的探究[J].企业技术开发，2013，09：90-91.

[5]韦衍.工件表面质量缺陷的无损视觉检测关键技术研究[D].湘潭大学，2012.