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机械加工表面质量的影响因素及解决策略论文
所谓的机械加工表面质量就是指在相关机械零件加工完成后，由于各种因素的影响，而使得零件的表面出现严重的质量问题，这样的质量问题也被称作是粗糙度，在目前的机械加工中是最常见的一种现象。而机械加工表面质量的出现是受到了多种因素的影响，因此，要想使得机械加工表面质量得到有效的解决，就需要采取有效的应对措施，实现机械加工的可持续发展。下面本文就针对影响机械加工表面质量的因素与应对措施进行深入的探究。
1 机械加工表面质量对产品性能的影响。
1.1 表面质量对耐磨性的影响。
表面质量对零件的磨损有着决定性因素，是零件运行的过程中由于表面粗糙带来的变化的主要影响因素和影响手段。零件磨损一般可分为三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。表面粗糙程度对零件表面磨损的影响是不可忽视的，一般在使用的过程中，表面粗糙值越小，其在运行的过程中受损越小，在使用的过程中其使用寿命长，对其他元件的影响小。但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，使得在元件运行的过程中容易与其他元件的接触面积增加，反而增加其磨损程度，因此，在元件制造的过程中要应用各种技术手段进行分析与设计，设计出相应的摩擦值。
1.2 表面质量对疲劳强度的影响。
在金属受到各种因素和荷载的作用之后会产生相应的变形和冷热交替模式，这就使得金属产生疲劳强度。因此，零件的表面质量对疲劳强度影响很大，使得在机械加工的过程中表面粗糙值越高，抗疲劳的能力越差。
1.3 表面质量对耐蚀性的影响。
一般来说，零件对于腐蚀性因素会有一定的抵抗能力，而表面质量的出现则会在一定程度上影响到零件的抗腐蚀性，也就是说，零件是否会出现严重的腐蚀现象，主要的决定因素就是零件的表面质量优劣。而如果零件表面的粗糙度越严重，说明零件的抗腐蚀性能越低。相反，如果零件表面越光滑，则说明零件的抗腐蚀性能越强。
1.4 表面质量对配合质量的影响。
表面质量与配合质量之间有着明显的联系，表面质量决定了配合质量，这也就说明了表面质量对配合质量有着直接的影响作用。在间隙配合质量中，表面质量越严重，则间隙配合的磨损程度就越严重，间隙也会相应加大，这样就使得配合质量大打折扣。而对于过盈配合来说，如果装配过程中有一部分的表面凸峰因为挤压因素的影响，使得过盈量逐渐减少，这样就使得配合件间的连接强度出现了降低的情况。
2 影响机械加工表面质量的因素。
2.1 切削加工。
在对工件进行切削加工的时候，采用的刀具如果是呈现几何形状的复映刀具，则在该刀具进行进给运动的过程中，就会残留出大面积的切削层，切削层的形状与几何形状的刀具较为类似。因此，将刀具的进给量进行有效的减少，并选用适宜的刀具，就可以使得切削层残留面积相应缩小。
2.2 工件材料性质。
说到工件材料的性质，一般可以分为两类：一类是塑性材料；另一类是脆性材料。其中，在对塑像材料进行加工的过程中，刀具会对金属产生挤压力，使得材料出现塑性变形的情况，很多刀具都是被迫进行切削加工，与工件之间很容易出现分离的情况，这样就导致了机械加工表面质量的出现。可以说，工件材料韧性越好，则其产生塑性变形的几率就越大，机械加工表面质量就会越严重。而在对脆性材料进行加工时，则材料会因为切削的影响，而出现碎粒的情况，这些碎粒的崩窜，导致了加工表面出现了很多的坑点，从而使得加工表面变得十分粗糙。
要根据工件的性质来进行切削加工。针对一些塑性的材料进行加工处理的过程中，如果选用的刀具本身金属材料相对较软，那么在切削的过程中，就会使得塑性材料对刀具本身造成严重的挤压，这样就会使得刀具很容易出现变形的问题，而使用变形的刀具来进行切削，就会导致工件表面出现质量问题，工件表面的粗糙度会相应提升。针对工件进行切削处理，产生的碎粒量增多，导致切削出现崩裂的情况，这样就会使得工件的表面呈现出凹凸不平的现象，从而形成表面质量问题。
2.3 磨削加工。
表面质量除了受到上述两点因素的影响，还受到磨削加工的影响。磨削加工造成的表面质量过程与上述的切削加工过程一样，几何因素以及表面金属的塑性是导致磨削加工表面质量的主要影响因素，除了这两个因素之外，导致表面质量的因素还包括砂轮的速度、硬度以及磨削速度等，而相较于切削加工，磨削加工表面质量的影响因素相对较多，其中工件的磨削转圈次数也是重要的表面质量影响因素之一。
在对工件进行切削的过程中，工件会因为切削的作用力以及切削热的作用力而使得工件的加工表面层物理的物理机械性能受到更为严重的影响。在这两种作用力的影响下，表面层金属的物理机械性能一再出现改变，这种改变主要发生在表面层上，出现的改变主要是金属显微硬度、金相组织以及残余应力的变化。在磨削加工的过程中，也会使得工件因为塑性因素的影响而出现变形的问题，切削加工出现的变形问题相较于磨削加工来说要轻，这主要是因为切削热的影响，所以磨削加工时，表面层的机械性能改变情况尤为明显。
2.4 表面层材料金相组织变化。
受到切削作用的影响，会使得机械加工出现塑性变形的问题，工件出现扭曲，晶粒之间出现移位，甚至很多的晶粒都出现了破碎的情况。这样的现象可以提升表面层金属的强度，被称作是冷作硬化。可以说，表面层的金属硬化在提升的过程中，金属的塑性变形阻力会相应加大，这样虽然可以有效地降低塑性变形的发生，但是也会使得金属的物理性质出现一些转变。金属在经历过冷硬化之后，通常其高能位就会严重不稳，而在一定的情况下，这种不稳的状态会慢慢转化为稳定，这一过程也被称作是弱化。弱化主要是受到温度的影响，温度的高低决定了弱化的大小。在温度逐渐上升到一定的程度时，就会使得表层的金属金相组织出现变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。
3 提高加工表面质量的措施。
从上述的分析中可以看出，影响机械加工表面质量的因素有很多，这些因素概括起来就是刀具、工件材料、切削条件以及加工方法等。在清楚了解影响机械加工表面质量的各因素的前提下，就要采取有效的措施来对这些因素进行合理的解决，从而使得机械加工表面质量可以得到改善。对机械加工表面质量进行改进的应对措施主要包括以下四个方面的内容：
3.1 刀具方面。
所应用的刀具最好是半径较大、尖呈现圆弧以及副偏角度较小的修光刀等，这样的刀具能够有效地缩小残留的面积，使得机械加工表面质量得到有效的改善，同时，在对刀具进行选择时，也需要根据工件材料的适应性来判断要采用何种刀具，一定要避免采用磨损严重的刀具，最好是采用完整性较好、表面平整并较为锋利的刀具，应用这样的刀具可以使得机械表面保持平滑，有效地降低了表面粗糙情况的出现。
3.2 工件材料方面。
机械加工表面质量受到工件材料的影响较为严重，而在工件材料中，主要影响机械加工表面质量的因素就是材料本身所具有的塑性以及金相组织两种。通常塑性较大的材料，如低合金钢材料等，都要经过正火锻造处理，将材料的塑性尽可能降低之后，才能够进行切削加工，这样才能够使得材料的表面保持光滑和平整。另外，要合理地根据加工的具体条件来选择适宜的工件材料金相组织，控制了这两种因素，就可以使得机械加工表面质量得到最大限度的改善。
3.3 切削条件方面。
针对塑性材料，采用高速切削处理，可以有效地减少积屑瘤的产生，也可以减少进给量，高速切屑会使得工艺系统的刚度有效提升，机床的稳定性也会得到进一步的保障，这样就能够使得机械加工顺利进行。
3.4 加工方法方面。
在提高加工表面质量的过程中，需要采用合理的加工方法，尽可能地采用精度以及密度较高的加工方法，并尽可能地减少径向进给量，而在砂轮的选择上，则要求选择进给速度较快的砂轮，而应用的工件也要尽可能地选择速度较慢的工件，可利用细粒度的砂轮来对工件表面进行加工处理，使得加工表面质量可以得到改善。
针对砂轮表面要进行全面的打磨，使得砂轮的表面保持光滑，保障砂轮上的磨粒具有较好的韧性，这样就可以使得磨削的效果得到最大限度的凸显，同时要在对砂轮进行打磨的时候，适当地在砂轮上涂抹一层磨削液，这样就可以保障砂轮表面的平滑，将这些砂轮应用到实际的加工，就会使得机械零件的表面质量得到有效的提升，从而保障了生产应用的年限以及可靠性。
4 结语。
综上所述，虽然机械加工在社会的发展进程中不断完善，但是在加工的过程中，还是会受到各种因素的影响，从而造成机械加工表面质量问题的出现，针对这些影响因素，需要进行全面的分析，在分析的基础上采取有效的应对措施，来对机械加工表面质量进行改善，同时要合理地应用一些先进的技术和设备，保障加工的有效性，使得机械加工表面质量可以得到最大限度的提高。
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