浅议提高零件表面质量的方法

　　洪涛++詹俊
　　摘 要：本文通过对零件的表面质量进行分析，指出了影响零件表面质量的因素，并提出了提高零件表面质量的措施，对工程实践有一定的指导作用。
　　关键词：零件加工；表面质量；改进措施
　　机械零件的表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。同时，决定了产品的工作性能、可靠性和使用寿命。
　　一、机械加工表面质量对产品性能的影响
　　（一） 耐磨性
　　一般零件的磨损可分为初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个阶段。一般来说，表面粗糙度值越小，其抗磨损性越好。但表面粗糙度值也不能太小。因此，工件接触面的粗糙度在不同的工作环境下有一个最佳值。
　　（二）疲劳强度
　　工件在长期受交变载荷作用后会产生的疲劳破坏，往往从零件表面和表面冷硬层下面开始产生破坏，直到突然断裂，影响很大。
　　（三）耐蚀性
　　工件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。一般来说，表面粗糙度值愈大，抗蚀性就愈差。
　　二、影响机械加工表面质量的因素
　　切削过程中，刀具相对于工件作进给运动，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状与刀具几何形状有关。合理选择进给量和刀具参数可以减小残留面积。
　　机械加工过程中因切削力作用的存在，使材料发生塑性变形，会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化（或称为强化）。强化后的金属性能不稳定，容易向比较稳定的状态转化，这种现象称为弱化。因此，加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。因为在切削过程中，会产生塑性变形和切削热，使材料具有不同的组织，容易产生表面残余应力。影响零件的使用。
　　三、提高加工表面质量的措施
　　通过前面的分析，我们知道影响表面粗糙度的因素有切削三要素（切削速度、进给量、切削液）、加工刀具（几何参数、切削刃形状、刀具材料、磨损情况）、工件材料及热处理、工艺系统刚度和机床精度等几个方面。
　　在了解了影响表面粗糙度的因素之后，我们必须根据需要降低加工表面的粗糙度，改善机械加工的表面质量。
　　（一）制订科学合理的工艺规程
　　工艺规程是保证工件表面质量的基础，科学合理的工艺规程是加工工件的方法依据。对科学合理的工艺规程的要求是工艺流程要短，定位要准确，选择定位基准时尽量使定位基准与设计基准重合。
　　（二）合理的选择切削参数
　　切削参数是保证加工质量的关键，选择合理的切削参数可以有效抑制积屑瘤的形成，降低理论加工残留面积的高度，保证加工工件的表面质量。切削参数的选择主要包括切削刀具角度的选择、切削速度的选择和切削深度及进给速度的选择等。试验证明，主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径对零件表而粗糙度都有直接影响。在进给量一定的情况下，减小主偏角和副偏角，或增大刀尖圆弧半径，可减小表面粗糙度。另外，适当增大前角和后角，可减小切削变形和前后刀面间的摩擦，抑制积屑瘤的产生也可减小表面粗糙度。比如在加工塑性材料时若选择较大前角的刀具可以有效抑制积屑瘤的形成，这是因为刀具前角增大时，切削力减小，切削变形小，刀具与切屑的接触长度变短，减小了积屑瘤形成的基础。
　　（三）合理的选择切削液
　　切削液是保证加工工件表面质量的必要条件。选择合理的切削液可以改善工件与刀具间的摩擦系数，可降低切削力和切削温度，从而减轻刀具的磨损，以保证工件的加工质量。
　　（四）工件主要工作表面最终工序加工方法
　　工件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。选择零件主要工作表面最终工序加工方法，须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的破坏形式。
　　（五）加工过程中对参数的调整
　　1.根据工件材料性能、加工要求，选择适合的刀具材料，有利于降低表面粗糙度。2.适当的增大刀具前角和刃倾角，降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。3.在精加工时，应选择较小的进给量、较小的主偏角和副偏角、较大的刀尖圆弧半径，以得到较小的表面粗糙度。4.在加工塑性材料时，采用较高的切削速度可防止积屑瘤的产生，减小表面粗糙度。5.加工前，应对工件材料进行适当的热处理，以细化晶粒，均匀晶粒组织，改善切削加工性能，可减小加工后表面粗糙度。6.选择合适的切削液，减小切削过程中的摩擦，降低切削区温度，减小切削变形，抑制鳞刺和积屑瘤的产生，可以大大减小零件表面粗糙度。
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