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【摘要】：表面粗糙度是机械加工中衡量加工质量的重要因素。 表面粗糙度对零件和机器具有重要意义加工 粗糙度，但由于工件材料、切削加工方法、表面硬化等原因，表面粗糙度值增大。 为此，本文从工艺规程、刀具参数、强化方法等不同角度阐述了提高表面加工质量的方法。

关键词：表面粗糙度，表面质量，机械加工

CLC 编号：TH161 文件识别码：A 文章编号：1672-3791 (2013) 02 (a) -0124-01

表面质量是衡量机加工零件加工质量的重要组成部分。 大多数机器故障是由单个零件或组件的性能损失引起的。 生产实践和研究表明加工 粗糙度，该零件的故障大多是由于零件的表面磨损、疲劳损伤和腐蚀引起的。 因此，正确认识零件表面质量的含义，了解影响加工表面质量的各种工艺因素，合理提高其表面质量，对机械加工提高产品质量具有重要意义。

一、表面粗糙度问题的表现

耐磨性：表面粗糙度值越小，耐磨性越好。 但表面粗糙度值过小，油不易储存，接触面容易发生分子键合，导致摩擦力增大。

机械疲劳强度：在交变载荷的破坏作用下，金属容易发生疲劳损伤，疲劳损伤常发生在金属的冷硬化层下和零件表面。

腐蚀：表面粗糙度在很大程度上对零件的腐蚀性能有决定性的影响。 表面粗糙度值越大，耐蚀性越差。

配合零件之间的连接强度：表面粗糙度直接影响零件之间的连接强度。 在间隙配合中，表面粗糙度大会严重影响配合性能，导致磨损加剧，间隙变大。

2 表面粗糙度问题的成因

2.1 工件材质特性

塑性金属材料加工过程中，刀具挤压金属材料使其产生塑性变形。 切屑与工件分离是由于刀具外力的挤压，造成表面撕裂，严重影响表面粗糙度。 随着工件材料韧性的提高，切屑加工过程中材料的塑性变形更大，加工表面的粗糙度也更差。 加工脆性材料时，切削形成的铁屑呈颗粒状。 在断屑过程中，加工表面容易出现细小的麻点，使表面粗糙度值增大。

2.2刀具切削过程

普通刀具在切屑过程中，切削面难免会产生残留区，而残留区的高度是影响加工表面粗糙度的主要因素。 在整个加工过程中，刀具的进给量、主偏角、副偏角和圆弧半径是造成切削残留区的主要因素。

在砂轮磨削过程中，砂轮上的硬质颗粒破碎形成微刃，其分布和形状对表面粗糙度有直接影响。 由于磨削面是由大量微刀片在金属表面切割细小的切痕组成，形成的切痕越小越密，表面粗糙度就越好。 更差。

2.3 冷加工表面硬化

在普通刀具切削或砂轮磨削过程中，由于刀具的外切削力和材料本身的塑性，表层金属使其晶格发生剪切、滑移、伸长、扭曲和断裂. 宏观性能特点是材料表层变硬，屈服点升高，延伸率降低。

2.4 体表组织的变化

与热处理原理一样，手表的切割面在加工时会产生大量的热量，使被加工面的温度升高。 当温度超过被加工金属的相变温度时，金属表面的金相组织就会发生变化。 ，随着工件或刀具的旋转，组织发生变化的部分会迅速冷却，表面会形成类似淬火的组织。 这种现象称为“风淬”。 砂轮磨削时，也会发生同样的作用，表层强度和硬度降低，产生残余应力和细小裂纹。 这种现象称为“磨烧”。

2.5 加工振动

加工过程中的振动是我们极不愿意看到的一种有害现象。 会引起刀具与被加工材料的相对位置发生移动，从而在表面产生振痕。 这些痕迹会严重影响工件。 表面粗糙度和可用性。

3 表面粗糙度问题的解决方法

3.1 制定科学的工艺规程

科学的工艺规程是保证加工质量的基础。 好的工艺规范的主要特点是工艺流程短，定位准确，应尽可能考虑定位基准与设计基准的重合。 如果定位基准和设计基准这两个基准不重合，则选择加工质量高的表面作为定位基准的参考面； 如果多个设计基准集中在一个面上，则可以选择这组设计基准作为定位基准，甚至可以对其进行补充。 必要的工艺表或工艺孔确保工件加工的表面质量符合要求； 尽量避免多次装夹工件，有条件的情况下采用专用夹具，以保证加工质量。

在选择加工方法时，应特别注意零件关键表面的最终加工方法，因为机器零件的性能与最终工序留在工作表面的残余应力密切相关。关键零件最终加工方法选择的表面工作，以及一些主要工作表面的最终加工方法选择必须考虑工件可能的损坏模式和零件工作表面的具体工作条件

3.2 采用特殊强化工艺

对于某些零件，可采用滚压、压延、喷丸等表面强化工艺，以提高其表面强度和耐蚀性。 因为这些加工方法可以在工件表层产生残余压应力和冷加工硬化，也可以消除磨削残余应力，降低表面粗糙度。 但值得注意的是，在采用滚压、压延、喷丸等精深加工时，工匠必须很好地控制工艺参数，否则容易造成表面硬化过度，导致塑性完全丧失，严重造成裂纹和材料表皮。 脱落。

3.3 选择合理的切削参数

合理选择刀具角度、切削速度、切削深度和进给速度，可以有效降低理论加工剩余区域的高度，降低切削刃参数的可能性。 选择较小的进给量和较大的刀尖半径可有效改善表面粗糙度。 使用宽刃刀尖低速切削和普通刀具高速切削可以获得较好的表面粗糙度。 在一定范围内适度增大刀具的前角和后角，可以提高刀具的整体磨削质量，改善表面粗糙度。

3.4 减少加工过程中的震动

在控制和减少加工振动时，首先要判断振动的运动规律和原因。 机床加工振动主要分为两大类，一类是受迫振动，一类是自激振动。 受迫振动是指振动过程的频率随着干扰频率的变化而变化，当干扰消失时，干扰也随之消失。 自激振动是在没有相对外力干扰的情况下产生的振动。

如果是受迫振动，可以通过降低转动部件的不平衡度、提高设备的精度、调整系统的固有频率、远离干扰源等方法加以控制。 如果是自激振动，应通过合理选择切削用量、合理选择刀具几何角度、增加减震装置、提高设备抗震性能等方法加以控制。

总而言之，表面质量与零件性能密切相关。 在零件加工中，必须按工艺要求高质量地完成零件的表面加工任务，但不能过分追求零件的表面质量。 零部件的成本要综合考虑，以免造成不必要的经济损失。

参考

[1] 王显奎． 机械制造技术[M]． 北京：机械工业出版社，1995．

[2] 傅承科． 机械制造基础[M]． 北京：人民出版社，1998。

[3]张耀臣． 机械加工工艺设计实用手册[M]． 北京：航空工业出版社，1993。