机械加工影响表面粗糙度的因素及如何进行有效改善

卢歆

摘要：在围绕零件加工制造合格与否判定过程中，一项重要的参考指标就是表面粗糙度。零件的表面粗糙度影响着零件工作过程中的耐磨性、精度及使用寿命等多项内容，因此目前在机械加工过程中，需要重点考虑的一项内容就是怎样把表面粗糙度控制在合理范围内。对此，针对机械加工过程，对表面粗糙度的影响因素和改善措施的探讨十分必要。

关键词：机械加工;表面粗糙度;影响因素;改善措施

产品质量保障的前提是零件的加工质量，即零件加工质量对产品工作性能及使用寿命等多方面具有直接影响作用。尤其是零件可靠性及耐磨性与零件的表层质量具有密切关系。通常来说，机械零件的破坏往往始于表层。在机械加工过程中，各加工工艺流程对零件表面质量都有一定规律的影响，通过对这些规律的有效利用，对机械加工过程的科学管控，进而确保零件表面质量优化及零件使用性能的提升。

一、表面粗糙度的影响因素

1.切削加工

切削加工过程对零件表面粗糙度影响的因素之一就是刀具的几何形状。通过刀具前角的适当增大，能够确保零件表面粗糙度得以有效减少。但一旦前角处于过大的状态，往往会进一步增大表面粗糙度。在针对前角进行固定操作的后期，对后角进行适当增大、能够促进刀刃锋利程度逐渐增强，此时因后角增大导致的后刀面及已加工表面间挤压及摩擦能够得以有效消除，进而使得零件表面粗糙度有效降低[1]。一旦后角处于过大的状态，会导致积屑瘤流到后刀，同时也会大幅度增加切削振动产生的可能性，进而逐渐增大表面粗糙度。

切削加工过程的机械零件材质也会影响零件表面粗糙度。在刀具运行过程挤压金属时，进入的塑性形变就会产生，此时受刀具切削过程的撕裂作用影响，零件表面粗糙度就会逐渐加大。对金属塑性变形具有较大影响的一个因素就是零件材料韧性，在材料具有较好韧性的情况下，就会呈现出愈发明显的塑性变形现象，此时也会逐渐加剧零件表面粗糙度。在具体加工脆性材料时，呈现出碎粒状的切屑，一旦有崩碎现象，此时材料表面就会有麻点产生，最终对零件表面粗糙度造成影响。

切削冷却液也会在一定程度上影响零件表面粗糙度。在进行具体机械加工时，润滑及冷却、清洗扽是切削液主要作用体现，通过切削液的这些作用能够降低切削问题，同时也能促使零件及前后两刀面之间的摩擦得以大幅度降低，借此切削过程塑性变形必然能够得到有效减少，此时就能够有效抑制麟刺和积屑瘤等的产生。基于此，进行具体切屑操作时，需要对冷却液进行正确选择，确保零件表面粗糙度得以有效降低。

2.磨削加工

磨削加工引入的表面粗糙度，往往与多种因素有密切关系，如砂轮粒度及磨削速度等。机械零件在磨削加工过程，一旦砂轮处于高速运转的状态下，此时附着在砂轮表面的每一颗磨粒，都可将其视为刀刃。此时呈现负前角状态的磨粒具备的单位切割力往往较大，会产生较高的切割温度。受这种高温影响，会导致磨削面出现被烧伤现象，随之产生零件的形变或裂纹现象。此外，呈现负前角状态的磨粒因具备极小的磨削厚度，因此在进行具体加工的过程，通常会通过零件表面挤压磨粒。一旦磨粒对零件材料产生较大的塑性挤压，磨粒两边就会产塑性流动现象，从而导致零件表面粗糙度增加[2]。

面对此种情况，磨削加工的具体开展过程，应充分分析这些多样化影响因素，同时对相关参数进行科学选择、适当应用，确保最大可能降低磨削加工对表面糙度带来的影响。通过对机械加工全过程的精准度的提高，为零件表面粗糙度提供充足保障，进而为零件使用寿命及性能等奠定基础。

二、表面粗糙度的改善措施

在开展具体机械加工操作时，相应操作人员应对切削用量进行科学选择，同时在切削过程对适当速度进行良好把控，同时把切削过程的进给及深度进行适当减少，借此达到零件表面粗糙度降低的目的，促使零件性能逐步提升。

立足刀具方面进行分析，需要对其几何参数进行良好把控，确保刀具主偏角及负偏角得以有效减少，借此来降低零件表面粗糙度。

在处理零件材料性能的过程中，应以零件加工需求为依据，借助回火及正火两种方式来处理零件，这一过程应注意在对零件材质性能进行充分了解的基础上，才能够确保处理手段的选择更具合理性，借此实现降低零件表面粗糙度的目的。

合适的切削液是控制零件表面粗糙度的一个关键因素。如进行铸铁过程必然需要铰孔切削操作，此时就需要对豆油或煤油加以应用;而在切削钢件的过程中，则需要对硫化油加以应用。不同材质不同加工工艺选择不同的切削液，对机械零件的表面粗糙度减少十分有利。

合适切削刀具材料的选择同样十分关键，如果切削工艺相同，对比硬质合金材质刀具来说，因钢材料刀具高速运转而产生的影响必然会较大。

此外，为确保实现零件表面粗糙度的有效降低，还应该在机械加工过程系统振动方面进行减少或防止。一旦有振动现象发生在刀具及工件间，此时必然会破坏或干扰到原本能够正常切削的加工工艺。在此背景下振动纹也会随之出现在零件表面，最终对加工的质量及精度造成严重影响[3]。为确保因振动给加工质量带来的影响得以有效减少，加工过程可对消除振动的方式加以应用，同时也可以在振动的隔振等方面进行减少。

三、结束语：

在机械加工过程中，多种因素都会影响到零件的表面粗糙度。但因零件的表面粗糙度密切关系着零件性能，为此必须要高度重视这些影响因素，同时积极开展全面的分析工作，确保机械加工各环节产生的影响得以有效减少，使得零件表面粗糙度有效降低的同时，为零件其他性能的提高奠定基础。

参考文献：

[1]陳光军，韩松鑫，潘佳琦，侯帅，孙光兴.切削加工表面粗糙度影响因素及预测建模综述[J].机床与液压，2020，48（13）：185-188.

[2]王振.机械加工表面质量的影响因素与改善措施[J].内燃机与配件，2020（05）：121-122.

[3]王晋虎.关于机械加工影响表面粗糙度的因素分析及改善措施[J].南方农机，2019，50（01）：210-211.