张明 唐凤 杨立轩 刘晴云 张通
西安超码科技有限公司 陕西 西安 710025
摘要：在进行金属表面的机械加工过程中，要积极主动地进行零件加工参数方面的考虑，保证其与设计图纸相一致；从工艺角度出发，相关人员要严格执行零件公差要求，确保零件的表面粗糙度等满足工艺要求，同时零件表面硬度、机械性能等也要达到预期标准规定。
关键词：机械加工；表面质量；管理措施
前言
随着社会快速发展，使得其他行业对机械加工的质量要求越来越高，机械制造业充满着挑战。考虑到机械加工的影响因素较多，相关人员必须及时进行关键影响因素的分析和考虑，制定合理的预防控制措施，促进机械行业的长期稳定发展。
1机械加工表面质量的影响因素
1.1表面粗糙度的影响
第一、材料性能会对粗糙度产生影响。材料性能优劣对机械加工而言具有直接影响。如热处理后的工艺材料具有较高的耐磨性，零件经过机械加工后，一般不会轻易达到磨损极限，就不会发生急剧磨损的情况；如果遇到脆性较高的材料，后续加工环节中，可能出现切削废料出现崩碎的情况，崩碎过程中，可能会在材料表面产生碎粒状凹点，进而使得加工表面的精度下降；如果遇到韧性较高的材料，在加工中可能会发生明显的塑性变形，则加工表面的微小波峰波谷之间的距离增加，最终结果便是粗糙度增大，加工表面可能无法满足精度要求。第二、切削加工对粗糙度的影响。切削加工环节中，加工速度、刀具半径、主偏角等参数会对加工后的表面质量产生直接影响。对于塑性良好的材料而言，必须适当提升转速，降低进给量，从而有效提高机械加工的表面光洁度，确保零部件的表面质量满足工艺需求。第三、磨削加工对粗糙度的影响。首先，从几何形状出发，可发现磨削加工中，砂轮表面的磨粒直径、磨粒形状会对机械加工后的表面情况产生直接影响，包括波峰波谷方面的影响。磨削加工中，材料表面会产生较多的磨削沟槽，对应沟槽存在高低不平、分布不均的特点，即表面粗糙度数值相对较大。
1.2机械加工表面性能的影响因素
第一、加工表面的冷作硬化处理。材料机械加工过程中，塑性变形主要原因便是晶格的扭曲变形。冷作硬化，即晶粒间在剪切、滑移作用下发生变形，导致晶粒被拉长。使得加工表面的强度、硬度有所提升。后续加工环节中，受冷作硬化作用，加工表面极易发生变形阻力作用，且阻力会逐渐增大、塑性降低，加工表面在高低温变化下呈现出较为稳定的状态。加工中，冷作硬化的影响因素极多，如加工挤压作用力大，塑性变形将会越加明显；切削速度越慢，其刀具和设备的接触时间会相对更长，此时冷作硬化层的深度便会越大。第二、金相组织性能的变化。切削、磨削环节中无法避免会产生较大热量。这种切削热、磨削热引发温度增加后，如果温度提升超过相变温度作用，便会引发加工表面的金相组织结构发生改变。尤其是磨削加工中，金相组织变化情况下，对应金属的强度、硬度等会下降。下降到一定程度后，极易出现裂纹问题，也可将其称之为磨削烧伤。因此，机械加工必须进行合理的切削热量管控，尽量降低热量的负面影响，做好表面加工过程中的冷却处理。
保证给进速度条件下，选择适合的切削量，减少热量对工件的负面作用。第三、表面残余应力。机械加工环节中，加工区域存在大量的热，该因素对残余应力的影响不容忽略。尤其是在切削、磨削作用下，金属表层发生金相组织结构改变的条件下，受金相组织密度差的影响，可能会导致易发生改变的金属组织在未发生改变组织的影响下，产生残余应力的影响作用。
2机械加工表面质量的管理策略
2.1工件材料与设备管理
首先，在工件材料管理环节，做好工件选材工作，综合分析工艺技术要求、产品质量要求、工价加工要求，从金相组织、材质强度硬度、采购价格、耐久性、相变温度、塑性等多个维度进行综合分析，从中选择综合评分最高的材质作为工件材料。即使在工件加工过程中存在残余应力、高温条件等不良因素时，也不会对加工质量造成明显影响。随后，在工件材料交付环节，对材料的规格型号、外观质量、数量进行检查，核查厂家生产许可证与质检报告等资料文件，随机抽取少量材料进行二次质量检验，如发现表面金属层存在裂缝、弯曲变形的时，退回质量检验不达标的劣质材料。其次，必要时在机械加工前，对工件材料进行预处理，如对塑性的低碳钢与低合金钢材料进行正火处理，以此来消除一部分的材料塑性，避免在后续切削加工期间出现加工表面粗糙度与发生塑性变形的质量问题。再次，设备管理，一方面，在设备验收环节做好质量检验工作，对设备外观质量与规格型号进行检查，将设备拆解，观察内部构造情况与部件磨损老化程度，并开展设备试运行试验，将设备在机械加工现场进行安装调试，观察设备在不同工况条件下是否保持稳定运行状态，随后，再办理设备验收交付手续，。另一方面，构建长效的设备运维管理体系，明确各部门人员职责范围、各类设备维护保养工作流程标准、设备日常维护与定期检修间隔周期与频率要求、设备运行故障的现场处理措施等。如此，既可以预防和减少设备故障问题的出现，还可以及时处理设备故障问题，将所造成损失程度控制在最低，并延长机械加工设备的实际使用寿命，帮助企业获取更高的经济效益。
2.2降低加工表面粗糙度
为降低工件在切削磨削加工过程中的表面粗糙度，应落实以下管理策略：第一，刀具设备调整。在工件加工准备环节，管理人员遵循相关技术规范，协同一线操作人员对刀具与机械设备的参数进行调整，如测量主偏角和副偏角的偏差值，对偏移角度进行校正处理，避免因刀具设备因素影响到机械加工质量。同时，在机械加工前后，对生产设备开展维护保养作业，清理设备外壳附着的灰尘油渍，检查润滑液余量。第二，工件材料预处理。提前对工件原材料进行预先性处理，避免在后续加工过程中出现工件表面层提前冷却硬化、金相组织变化问题。第三，加工参数验算。在所制定加工方案与现场环境基础上，组织开展模拟预演试验，构建数学运算模型，向模型中导入所收集资料信息，根据模型输出结果来模拟机械加工过程，准确预测工件表面层提前冷却硬化等质量问题的出现概率与产生原因，根据试验结果对加工方案进行优化调整，获取各项加工参数的最优值。
结束语
综上所述，为全面提升机械产品性能与加工质量，最大程度降低影响因素，帮助企业获取预期的经济效益。因此，机械加工企业必须提高对机械加工质量管理工作的重视程度，深入分析机械加工质量的主要影响因素，遵循实际出发原则，积极落实上述管理策略，消除企业生产的薄弱环节。
参考文献：
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