摘 要：任何經(jīng)過機加工過的零件，在其表面都會存在幾何形狀的微小誤差，同時這些零件的表面的物理力學方面的性能也會發(fā)生變化，雖然這些變化只發(fā)生在零件的表面，但是經(jīng)過長期實踐檢驗，這些變化會影響零件的使用性能。

關鍵詞：機加工；表面質(zhì)量；零件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.007

1 機加工零件表面質(zhì)量影響零件的使用性能

對零件耐磨性的影響 ：

零件的耐磨性與其相配合的零件的材料，熱處理以及二者之間的潤滑情況有關。在以上條件已經(jīng)不能更改的情況下，零件的機加工表面的質(zhì)量就起到了關鍵的作用。配合初期是零件的初級磨損階段，經(jīng)過一段時間后，磨損量就趨于均勻，則進入零件的正常磨損階段，在經(jīng)過一段時間的使用，磨損量增大，零件不能進行正常的工作，則進入了加劇磨損階段。

如果相配合的零件機加工的表面質(zhì)量過于粗糙，則兩零件相接觸的則是零件表面突起，進而減少了接觸面積，加大了接觸壓強，這樣一來破壞了潤滑油膜，加大了磨損量。但是如果表面質(zhì)量過于光潔，則相配合的零件表面就會產(chǎn)生分子結合，把潤滑油排擠出去，這樣一來，潤滑不夠，表面則容易膠合。

2 影響表面質(zhì)量的因素

2.1 切削加工的影響

切削加工過程中，在零件的表面會留下刀具的痕跡，同時還有可能存在擠壓過程中產(chǎn)生的殘留以及會使得零件表面產(chǎn)生一定的塑性變形，所以合理地選擇切削用量，潤滑液，刀具的角度都會減少這些負面的影響，改善機加工零件的表面質(zhì)量。

2.2 零件材料性質(zhì)的影響

塑性材料的加工過程中，由于刀具的擠壓使之產(chǎn)生塑性變形，再加上刀具的撕裂作用會使得零件的表面質(zhì)量變得粗糙。然而加工脆性材料，會產(chǎn)生碎粒切屑，這樣一來零件的表面凹凸不平，同樣也會增大零件表面的粗糙度。

3 影響機加工零件表面層物理力學性能的因素

3.1 表面的冷作硬化

（1）冷作硬化定義及其評定參數(shù) 。在機加工的過程中，由于刀具和零件之間的力的作用，使得零件會產(chǎn)生一定的塑性變形，這樣就會破壞原來零件的晶格結構，晶格就會變形，晶粒之間也會相對滑動，晶粒也會被拉長，甚至拉斷破碎，這樣一來就會使得零件的金屬表面硬度和強度提高，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。這樣作用的結果使得零件表面的物理力學性能改變。

經(jīng)過機加工后冷作硬化的零件表面處于一個不穩(wěn)定狀態(tài)，只要條件合適，就會朝著穩(wěn)定狀態(tài)進行轉(zhuǎn)化，這種現(xiàn)象稱之為弱化。評定冷作硬化的指標有3項，即表層金屬的顯微硬度HV、硬化層深度h和硬化程度N。

（2）主要影響冷作硬化的因素 。切削刀具更換不及時，則刀具變鈍，對加工零件表面擠壓增強，這樣就加劇了塑性變形，同時冷作硬化也增加。刀具后刀面在加工過程中磨損加大，這樣一來與被加工的零件接觸面積增加，加大摩擦，也會導致冷作硬化增強。加工過程中如果進給量過大，則刀具與被加工零件的接觸面積增大，加大了摩擦量，也會加強冷作硬化。同時材料的塑性越大，越不容易切削，冷作硬化越嚴重。

3.2 零件表面金相組織的變化

（1）磨削燒傷的定義 。零件在磨削的過程中，如果冷卻不及時，零件表面的溫度就會升高，當達到相變溫度時，零件的內(nèi)部組織就會發(fā)生變化，使得零件表面的強度和硬度降低，并且會產(chǎn)生殘余應力，甚至還有可能出現(xiàn)裂紋，這種現(xiàn)象稱之為磨削燒傷。

（2）如何改善磨削燒傷 。磨削產(chǎn)生的熱量是磨削燒傷的源頭，要先解決這個問題有兩種辦法：第一選擇合適的砂輪和切削用量，盡量的減少熱量的產(chǎn)生；第二冷卻要及時，使得熱量盡量少的傳入零件。

3.3 零件表面的殘余應力

殘余應力產(chǎn)成的因素：

（1）切削加工過程中，零件的表面會產(chǎn)生一定的塑性變形，這樣導致零件表面的金屬比容增加，體積也隨之增加，而與其相連的內(nèi)層的金屬就會阻止其變大，這樣一來在零件表面產(chǎn)生殘余應力，同時在內(nèi)部也會產(chǎn)生殘余的拉應力。

（2）切削加工過程中，切削的部分由于刀具和零件的摩擦會產(chǎn)生大量的切削熱量。

（3）不同金相組織由于分子晶格不同故也具有不同的密度，從而具有不同的比容，如果在加工過程中零件表面產(chǎn)生了相變，這必然導致比容的變化，同時零件內(nèi)部會產(chǎn)生一個阻礙，因而產(chǎn)生殘余應力。

4 結 論

零件的耐磨性、剛度、強度、配合、抗腐蝕及精度的穩(wěn)定性與機加工對零件表面的影響息息相關，所以對于零件的表面質(zhì)量提出了一定要求，但是影響零件表面質(zhì)量的因素多種多樣，所以要綜合考慮原因，對表面質(zhì)量提出比較經(jīng)濟實用的要求。

參考文獻：

[1]寇元哲.影響機械加工表面質(zhì)量的因素分析[J].甘肅科技，2007（07）.

[2]花國操.互換性與技術測量基礎[M].北京：北京理工大學出版社，1995.

[3]張福潤，徐鴻本.劉延林主編機械制造基礎[M].華中科技大學出版社，2000.

[4]李兆銓，周明研.機械制造基礎（上冊）[M].中國水利水電出版社，2005.

[5]高波.機械制造基礎[M].大連理工大學出版社，2006.

作者簡介：楊俊玲，（1968-），女，漢，河北高碑店人，本科，研究方向：機械制造，高級講師。