张嘉卿 王宝聚 李新梁 杨春印 朱学政
青岛理工大学（临沂）
摘要：围绕机械加工过程中零件表面质量的控制措施进行叙述，对质量控制对零件的影响和影响质量的主要因素进行了详细介绍，从六个角度对机械加工零件的表面质量进行控制，希望能够在一定程度上提高零件的表面质量，不断提升机械加工的质量水平。
关键词：机械加工；零件表面质量；表面粗糙度；控制措施
1 前 言
机器由机械零件装配而成，机器的失效是个别零件的失效造成的，其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能。而研究与生产实践表明，零件的失效大都从表面开始，零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺。因素，改善表面质量、提高产品使用性能具有重要的意义。
2 影响机械加工表面质量的因素
2.1 耐磨性对表面质量的影响
一个刚加工好的摩擦副的两个接触表面之间，最初阶段在表面粗糙的峰部触，实际接触面积远小于理论接触面积，在相互接触的部有非常大的单位应力，使实际接触面积处产生塑性变形、弹性变形和峰部之间的剪切破坏，引起严重磨损。
2.2 疲劳强度对表面质量的影响
在交变载荷作用，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳纹。表面粗糙度值愈大，表面的纹痕愈深，纹底半径愈大，抗疲劳破坏的能力就愈差。残余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏;而表面层残余应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生。
2.3 耐蚀性对表面质量的影响
零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，则凹谷中聚积腐蚀性物质就愈多。抗蚀性就愈差。表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐磨性，而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。
3 机械加工表面质量对零件使用性能的影响
3.1 表面质量对耐磨性的影响
零件的耐磨性不仅与材料、润滑条件有关，而且还与零件的表面质量有关。实验证明，表面越粗糙，凸峰处压力越大，磨损加快；表面粗糙度值小，零件接触面积大，耐磨性就好。若表面粗糙度值过小，将使紧密接触的两个光滑表面间的贮油能力变差，润滑条件恶化，变成干摩擦，加剧磨损。所以，并不是表面粗糙度值越小越耐磨，表面粗糙度与初期磨损量之间存在一个最佳值。
3.2 表面质量对零件抗腐蚀性能的影响
当零件在有腐蚀性介质的环境下工作时，腐蚀性介质容易吸附和积聚在粗糙表面的谷处，并通过微细裂纹向内渗透。实践证明，表面粗糙度越高，零件的腐蚀作用越强烈。
3.3 表面质量对零件疲劳强度的影响
在交变载荷作用下，零件表面微观不平、划痕等都会引起应力集中而产生疲劳裂纹造成零件的疲劳破坏。实验表明，对于承受交变载荷的零件，减小其容易产生应力集中部位（如圆角、沟槽处）的表面粗糙度，可以明显提高零件的疲劳强度。。
3.4 表面质量对配合性质的影响
对于间隙配合，如果表面太粗糙，会使配合表面很快磨损而增大配合间隙，降低配合精度，特别对于液压系统、气压系统的元件，会使泄露量增大，造成机器不能正常工作。
4 提高机械加工工件表面质量的措施
4.1 制定合理的工艺规程
制订科学合理的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。只有制订了科学合理的工艺规程，才能为加工工件表面质量满足要求提供科学合理的方法依据，使加工工件表面质量满足要求成为可能。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。
4.2 合理的选择切削参数
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，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。
4.3 合理的选择切削液
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。
4.4 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。
5 结论
工件的表面质量与其使用性能密切相关，工件的使用性能是以保证机器正常工作为前提的设计要求，因此在加工工件过程中，我们还应从经济效益等多方面考虑，才能既保证工件表面的加工质量，又避免增大零件的制造成本，造成不必要的损失。只有了解和掌握影响机械加工表面质量的因素，才能在生产实践中，采取相应的工艺措施，减少零件因表面质量缺陷而引起的加工质量问题，从而提高机械产品的使用性能、寿命和可靠性。
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