机加工表面质量影响因素及解决措施探讨

2016-11-24杨俊玲

山东工业技术 2016年21期

关键词：机加工磨损量塑性变形

杨俊玲

(保定市高级技工学校,河北保定 071000)

机加工表面质量影响因素及解决措施探讨

杨俊玲

(保定市高级技工学校,河北保定 071000)

任何经过机加工过的零件，在其表面都会存在几何形状的微小误差，同时这些零件的表面的物理力学方面的性能也会发生变化，虽然这些变化只发生在零件的表面，但是经过长期实践检验，这些变化会影响零件的使用性能。

机加工;表面质量;零件

1　机加工零件表面质量影响零件的使用性能

对零件耐磨性的影响：

零件的耐磨性与其相配合的零件的材料，热处理以及二者之间的润滑情况有关。在以上条件已经不能更改的情况下，零件的机加工表面的质量就起到了关键的作用。配合初期是零件的初级磨损阶段，经过一段时间后，磨损量就趋于均匀，则进入零件的正常磨损阶段，在经过一段时间的使用，磨损量增大，零件不能进行正常的工作，则进入了加剧磨损阶段。

如果相配合的零件机加工的表面质量过于粗糙，则两零件相接触的则是零件表面突起，进而减少了接触面积，加大了接触压强，这样一来破坏了润滑油膜，加大了磨损量。但是如果表面质量过于光洁，则相配合的零件表面就会产生分子结合，把润滑油排挤出去，这样一来，润滑不够，表面则容易胶合。

2　影响表面质量的因素

2.1 切削加工的影响

切削加工过程中，在零件的表面会留下刀具的痕迹，同时还有可能存在挤压过程中产生的残留以及会使得零件表面产生一定的塑性变形，所以合理地选择切削用量，润滑液，刀具的角度都会减少这些负面的影响，改善机加工零件的表面质量。

2.2 零件材料性质的影响

塑性材料的加工过程中，由于刀具的挤压使之产生塑性变形，再加上刀具的撕裂作用会使得零件的表面质量变得粗糙。然而加工脆性材料，会产生碎粒切屑，这样一来零件的表面凹凸不平，同样也会增大零件表面的粗糙度。

3　影响机加工零件表面层物理力学性能的因素

3.1 表面的冷作硬化

（1）冷作硬化定义及其评定参数。在机加工的过程中，由于刀具和零件之间的力的作用，使得零件会产生一定的塑性变形，这样就会破坏原来零件的晶格结构，晶格就会变形，晶粒之间也会相对滑动，晶粒也会被拉长，甚至拉断破碎，这样一来就会使得零件的金属表面硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化。这样作用的结果使得零件表面的物理力学性能改变。

经过机加工后冷作硬化的零件表面处于一个不稳定状态，只要条件合适，就会朝着稳定状态进行转化，这种现象称之为弱化。评定冷作硬化的指标有3项，即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度N。

（2）主要影响冷作硬化的因素。切削刀具更换不及时，则刀具变钝，对加工零件表面挤压增强，这样就加剧了塑性变形，同时冷作硬化也增加。刀具后刀面在加工过程中磨损加大，这样一来与被加工的零件接触面积增加，加大摩擦，也会导致冷作硬化增强。加工过程中如果进给量过大，则刀具与被加工零件的接触面积增大，加大了摩擦量，也会加强冷作硬化。同时材料的塑性越大，越不容易切削，冷作硬化越严重。

3.2 零件表面金相组织的变化

（1）磨削烧伤的定义。零件在磨削的过程中，如果冷却不及时，零件表面的温度就会升高，当达到相变温度时，零件的内部组织就会发生变化，使得零件表面的强度和硬度降低，并且会产生残余应力，甚至还有可能出现裂纹，这种现象称之为磨削烧伤。

（2）如何改善磨削烧伤。磨削产生的热量是磨削烧伤的源头，要先解决这个问题有两种办法：第一选择合适的砂轮和切削用量，尽量的减少热量的产生；第二冷却要及时，使得热量尽量少的传入零件。

3.3 零件表面的残余应力

残余应力产成的因素：

（1）切削加工过程中，零件的表面会产生一定的塑性变形，这样导致零件表面的金属比容增加，体积也随之增加，而与其相连的内层的金属就会阻止其变大，这样一来在零件表面产生残余应力，同时在内部也会产生残余的拉应力。

（2）切削加工过程中，切削的部分由于刀具和零件的摩擦会产生大量的切削热量。

（3）不同金相组织由于分子晶格不同故也具有不同的密度，从而具有不同的比容，如果在加工过程中零件表面产生了相变，这必然导致比容的变化，同时零件内部会产生一个阻碍，因而产生残余应力。