影响机械加工表面质量的因素及改进措施分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇影响机械加工表面质量的因素及改进措施分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：随着高新技术的普遍应用，工业也获得了飞速的发展，尤其是机械制造行业，对于产品的精度有着更高的要求。数控机床的应用，使得加工零件的表面质量获得很大提升，同时提高了加工零件的使用性能。因此，应尽量减少各类因素对加工零件表面质量的影响，使其表面质量满足要求。文章对此进行了深入细致的分析和探讨，希望通过文章的研究，可以为相关人士提供一定的参考和借鉴。
1 机械加工表面质量内涵及作用
零件的机械加工表面质量和零件的加工精度，是机械零件加工质量的两个主要方面。而机械零件的机加工表面质量对于零件的加工质量有着很大的影响，是影响加工质量的关键要素，也就是通常所说的机械加工表面完整性。经过机械设备的加工和处理后，机械零件的表面层，其表面层材料的性质以及微观的几何结构，都会发生细微的变化，致使表面层的完整性发生变化。
任何的机械零件，无论采用的是何种材料，经过机械设备加工处理后，零件表面会出现微观几何形状表现性质，使得机械加工表面无法达到绝对理想表面状态，与预期存在差距，具体体现在表面波度和表面粗糙度等几何偏差。在一些情况下，还会使材料表面层的物理性能也发生改变。
机械零件表面质量在一定程度上影响了机械零件的机械性能，具体体现在零件的耐磨性、配合性和可靠性等方面。经过机械加工后，零件的表面虽然看上去很光滑，然而在微观上，则不可避免地存在物理缺陷，如波纹和裂缝等。在机械设备运转过程中，机械零件存在的这些缺陷，必然会对运转中的设备造成安全隐患，机械零件自身的使用寿命也会受到影响。
时代的发展、社会的进步，推动着工业现代化发展的步伐。科技的飞速发展，使得一些精密、高速设备仪器获得更广泛的应用，同时研制和生产这些精密、高速的设备和仪器，对设备零件的加工表面质量有更高的要求。科学而全面地分析对表面质量造成影响的因素，应用于机械零件加工的过程中，并制定相应的控制和改善措施，进一步使加工表面质量获得提高，为高精密和高质量的设备仪器研究和开发提供物质基础。
2 影响机械加工表面质量的关键因素
2.1 切削力和切削热
切削加工是机械零件加工中的一道重要工序，是机械零件加工的一种主要的加工方法，而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。在切削加工中，加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。机械零件在切削加工过程中，会产生残余应力，表面层硬度也会发生改变，甚至改变金属材料的金相组织。
在切削热和切削力的作用下，在切削的过程中，机械零件的表面层形态发生变形，进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面，零件变形的阻力加大，改变零件的物理机械性能。零件和刀具的相对高速运动中，会产生大量的切削热。零件表面层材料的温度如果超过特定的界限，金属零件表层的硬度和强度将会降低，零件表面层材料的金相组织也会受到影响，在表层产生一定的残余应力，零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。
2.2 原始误差
理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值，就是所说的原始误差，它是在机械零件的加工过程中产生的。分析其形成的原因可知，机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。机械加工的表面质量，在很大程度上受到原始误差的影响。另外，机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响，测量仪器也会造成一定影响。
原始误差主要包括两个方面，即调整误差和原理误差。调整误差其产生原因是在加工过程中调整加工设备、工件、刀具而形成的。而原理误差则是由于采用了相似轮廓刀具或相似成形运动而造成的。在机械加工的过程中，应采取有效的措施降低原始误差，提升机械零件加工的表面质量，从而延长机械零件的使用寿命，进一步提高产品的性能。
2.3 残余应力及热塑性变形
机械零件在切削力的作用下，发生表层的塑性变形，内部金属和表层金属之间在表面出现离层的状态，导致相对的作用力产生于零件表层内部和外部间。另外，在机械加工过程中会产生大量的切削热，内外层金属比容存在很大差异，在金属密度上也显著不同，这些都导致残余应力的出现。零件加工表面质量受到最终工序产生的残余应力的影响很大，同时还会对零件的使用性能造成一定影响。在机械加工过程中，零件表面层在切削热的作用下，会出现较大的热压缩应力，这是零件基体和表面层之间的温度差造成的，进而导致热塑性变形，影响零件的机械加工表面质量。
3 提高机械加工工件表面质量的措施
3.1 采用合理的工艺流程和切削条件
提高机械加工表面质量的前提和基础，即采用合理的工艺流程和切削条件。在制定工艺流程时，应坚持科学性的原则，简单明了，满足设计基准和定位基准统一重合的要求，做到定位准确，方便装卡。工艺流程的编制是开展机械加工的前提条件，并提供了方法依据，有利于零件加工表面质量的提高。
同时，为降低表面粗糙度，应选择合理的切削条件，如适当的进给量、合适的M给速度和切确速度，以及切确刀具角度等。在加工中尽量减少积屑瘤，使零件的加工表面光滑度显著提高，表面加工质量得到保障。
3.2 降低原始误差
在机械零件的加工过程中积极引进先进的加工技术，利用误差预防技术和补偿技术来提高零件加工品质，降低原始误差对零件加工表面质量的影响。采用科学合理的加工方法和先进的机械设备，提高零件的加工制造能力，直接降低原始误差的影响作用，通过均始化原始误差和原始误差转移方式有针对地减少主要原始误差的影响，保证机械零件的加工表面质量。
3.3 减少残余应力和表面层热变形
为了提高零件加工表面质量，在零件的机械加工过程中可以通过减少塑性变形和使用切削液降低切削热来有效控制零件表面的残余应力，合理的选择刀具几何形状和机械切削参数来减少或者避免残余应力以及表面层热变形的发生。利用特殊的冷压制造工艺改善零件自身表面质量，增强工件表面材料性能的稳定性，从而减小零件在机械加工过程中产生残余应力和表面层热变形，保证零件的表面加工质量，提高零件产品性能和使用寿命。
4 结束语
众所周知，机械加工工件表面质量的好坏直接关系到机械零件的工作性能，只有工作性能良好的工件才能保证机械设备进行正常的运转。因此，在机械加工中，我们必须重点分析影响其表面质量的关键性因素，并积极采取行之有效的措施，加强对机械加工表面质量的控制与改进，提高机械产品的性能，促进机械制造行业的健康发展。
参考文献
[1]赵岩，丁延松.影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J].技术与市场，2010（5）.
[2]刘丽萍.浅析影响机械加工零件表面质量的因素及其改进策略[J].机电信息，2011（30）.
[3]李都喜，苑举勇，张坤伸.机械加工表面质量影响因素及控制措施的探讨[J].科技信息，2011（29）.
[4]张晋.机械加工表面质量对零件的使用性能的影响及控制措施[J].山东工业技术，2017（1）.
[5]赵永生.浅谈影响机械加工表面质量的因素与应对措施[J].中国高新技术企业（中旬刊），2016（1）.