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影响机械加工表面质量的因素及改进措施宋洪顺

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第22期作者：宋洪顺

[导读] 摘要：随着社会主义市场经济的发展，我国在经济、政治、文化等诸多方面发展迅速。

        身份证号：21088119870219xxxx 黑龙江齐齐哈尔 161041
        摘要：随着社会主义市场经济的发展，我国在经济、政治、文化等诸多方面发展迅速。就在经济高速发展的今天，我国的机械制造业市场空前扩大。但是由于我国现阶段的技术水平有限，机械加工表面的质量很难得到质的飞跃，所以相关工作人员的主要目标就是提升机械加工的表面质量。鉴于此，文章对影响机械加工表面质量的因素及改进措施进行深入分析，为相关工作人员提供参考资料。
        关键词：机械加工；表面质量；因素；改进措施
        引言
        机械制造技术是当今产品升级、发展生产力、增强市场竞争力的重要手段，也是现今科学技术发展的重中之重。作为支撑国民经济发展的机械制造业，是其他产业的基础，其他各种产业的发展和进步离不开制造业为其提供相应的先进的专用或通用设备。当今国际、国内生产领域竞争激烈，能够具备针对市场要求的快速反应能力，为其提供相应的优质产品，是加强市场竞争力的非常重要的因素。而产品质量的提高主要取决于制造业水平，因而确保机械加工表面质量的问题就显得尤为重要。
        一、机械加工表面质量概念及要求
        目前机械加工零件使用的材料包括了特种高分子树脂材料、特种陶瓷材料、金属合金等。机械加工过程中，合金坯料受到物理、化学、力学作用下会出现一个平面层，这个平面层就是机械加工平面层。机械零件平面层与标准零件平面层之间存在的形状差异通常使用粗糙度指数来评价，机械零件被加工后其技术表面的理化组织性质和力学性能与目标零件性能指标的差异性是另一个评价机械零件平面层的标准。机械加工过程中，在机械切削作用及切削工作振动摩擦的作用下，机械零件合金材料微观表面结构会出现类似于波峰、波谷的结构变化，这种结构变化的定量评价使用表面粗糙度评价。机械零件表面理化组织性质指的是，机械切削作用产生的热量会传递到合金零件中，导致合金零件温度上升，当温度达到合金热处理温度时，合金表面就会发生退火等微观组织性质的变化。力学性能指的是机械加工产生的机械变形和机械热作用会导致合金表面存在残余应力，残余应力如果没有及时的被消除，则会导致合金零件表面出现微观裂纹，严重影响到零件使用过程中的耐疲劳性和使用寿命。
        二、影响机械加工表面质量的因素
        1.切削加工
        在机械加工过程中，一定会出现切削零件的过程。比如说切削零件中一定会存在一些正方形、长方形、几何形状的刀具，如果遇到大面积的切削工程则一定会影响机械零件的表面质量。所以随着市场经济的发展，在机械加工切削过程中，为了减少一些切削的面积可以选择适合的刀具进行切削是十分必要的。
        2.材料性质
        在机械加工工件材料的分类中大致分为两种形式，一方面是塑料塑性材料，另一方面是脆性材料。在加工塑性材料的时候，加工零件会直接在刀具的压力下，形成塑性变形，从而对机械加工表面会造成一定的影响。一般情况下来说，如果工件材料存在较高的韧性，对其塑性变形几率也会增大，从而最终能影响其表面的加工质量。如果在加工脆性材料时，很可能会出现碎粒。加工表面出现碎粒就会形成一些坑点，也会影响加工表面的质量。
        3.工件表层组织变化
        因为一些塑性变形的零件在切削之后，会导致工件本体中的晶粒出现位移，甚至出现破碎的情况，从而使得工件表面出现一些变化。但是随着此种变化的出现，便会导致工件晶体结构中稳定性较差，并且在一定条件下，此种不稳定性会过渡到相对稳定的状态，这样一个过程就会称之为弱化。在这一过程中，弱化程度的高低与温度有关系。如果温度升高，在一定度数后便会改变工件组织的结构，导致表面强度下降，甚至是质量也会发生降低的情况。

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        三、影响机械加工表面质量的改进措施
        1.刀具
        随着经济制度的发展，针对目前机械加工表面质量来说，为了减少残留面积，刀具应该选择大半径或者说是呈现圆弧形的刀具，这样就可以改善加工表面的质量。另外，在选择刀具时需要根据工件材料的实用性选用哪种刀具，必须避免使用磨损程度较强、整体性较好、非常锋利的刀具。这样刀具的使用，就可以使机械表面保持相对平滑的状态，减少表面粗糙状况。
        2.工件材料
        机械加工表面的质量受到工件材料的影响，并且影响是十分严重的。工件材料中影响机械加工表面质量的一些因素就是材料本身的属性及组织这两个方面。通常来说，塑形较大的一些材料都需要经过相关技术的锤炼处理，将材料的塑性尽可能的降低之后才进行减少加工，这样才能够使材料的表面保持光滑。除此之外，一定要合理的根据加工条件来选择适宜的工件材料与组织，就可以使得机械加工表面质量得到很大的改善。
        3.加工方面
        技术发展，相关企业提高加工表面质量。但是在提高机械加工锻炼质量的过程中，一定要采用合理的加工方法，尽可能的减少进给量。如果可以的情况下，在应用的工件中也要尽可能的选择速度较慢的工件。甚至可以利用砂轮对工件表面进行处理，以此来提高机械加工表面质量。针对砂轮表面一定要进行打磨，使得砂轮的表面保持光滑，这样就可以使得磨削的效果得到最大程度的凸显。将这些砂轮应用到实际的机械加工过程中，就可以使得机械零件加工表面得到有效的提升。此外，合理的选择刀具的形状。可以先选择一些较大的尖角，并利用其磨损程度来减小刀口的半径；而且在使用道具时，应该合理的限制其磨损宽度；选择用量时可以采用较高的切削速度；加工时得采取有效的切割液等。通过此些方法综合起来，则可以减少加工表面层的变化。
        4.减小残留拉应力
        （1）合理地选择工件的磨削量，减少磨削加工的深度，从而减小工件表面的温度升高，以避免工件表面烧伤的情况发生。增加工件的工作的进给速度，可以通过减少作用时间来减轻烧伤，但较快的工件速度会导致加工表面的粗糙度变大，后续可以采用提高砂轮速度以及采用较宽的砂轮尺寸来弥补上述问题。
        （2）要合理地选择砂轮并根据砂轮的状态及时做出修正。砂轮的粒度越细，硬度越高，自砺性越差，在磨削过程中，工件表面上升的温度越高。若砂轮的组织较为紧密，磨削过程中产生的碎屑会堵塞砂轮，易出现灼伤的现象。当砂轮发生钝化时，砂轮表面的大多数磨粒只会作用在加工表面进行挤压和摩擦，起不到磨削作用，依然会使加工表面温度升高。因此，在加工过程中要时刻关注砂轮的状态并及时做出调整。
        （3）改善冷却方法。在加工过程中往往采用切削液来冷却加工工件，带走磨削区所产生的热量。但常用的冷却方法效果较差，由于砂轮高速旋转时圆周方向产生强大气流，使切削液很难进入磨削区，因此不能有效的降温。为改善冷却方法，可以采用内冷却砂轮。内冷却砂轮由上基体、下基体和盖板组成，砂轮内部加工出环形空腔用于储存冷却液。砂轮盖板上方有冷却液主入孔，上基体冷却液空腔内开有环形的流道与下基体外壁加工出的环形空间分布的直线流道通过连接螺栓互相匹配，二者形成砂轮的内冷却流道喷射口位于磨料处。
        结束语
        综上所述，机械加工表面质量会影响到机器产品在工作过程中的稳定性，甚至直接影响到企业的生产效率。所以机械加工者需要充分地掌握机械加工过程中影响工件质量的因素，并针对不同的加工质量以及加工方式不断地进行优化，从而达到降低工件表面粗糙度，实现提高整个加工质量的目标。
        参考文献
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        [3]燕金华.高速切削加工对表面粗糙度的试验探究[J].电子测试，2017（16）：34-35.