1影响机械加工表面质量的因素
1.1表面层材料金相组织变化磨削烧伤是指被加工物品的外层温度超过了限值之后，金相变化就会出现，其硬度和强度随之减弱，同时残余应力或者微观细痕的出现。淬火钢进行磨削时，注意以下几种烧伤：回火烧伤，即磨削区温度处在淬火钢相变温度和马氏体转变温度之间是，出现回火马氏体组织就会转变为硬度偏低的回火组织（索氏体或者托氏体）的现象。淬火烧伤，即磨削区温度超过相变温度时遇有冷却液，而出现的二次淬火，二次淬火马氏体组织随之出现，其硬度超过第一次的回火马氏体，由于底部受凉较晚，硬度低于第一次的回火马氏体（索氏体或者托氏体）的现象。退火烧伤，即磨削区的温度超过相变温度，加入冷却液之前，外层金属硬度迅速降低并产生退火组织的现象。1.2表面层冷作硬化物品加工过程中出现塑性变形，其质地发生异变、弯曲，其晶粒滚动过程中变长、纤维化、碎裂，导致加工件外层金属的坚度、韧度变强，这一过程被称为冷作硬化（也叫强化）。外层金属的物理性质也发生变化，塑性变弱，直接导致变形困难。此时已经强化的金属转变为高能位异态体，进而转变为稳定常态，这一变化被称为弱化。弱化的程度受到温度的冷热和持续时长的影响。由于加工过程中力能与热能共同作用于金属，所以强化和弱化的程度直接决定了被加工件的外层金属的属性。外层金属的显微硬度HV、硬化层深度h、硬化程度N是评定强化和弱化的三个重要标准。促使外层金属的冷硬性增加的因素主要有：切削刃钝圆半径的增加、挤压力量的增大、刀面磨损、阻力增强等等方面都会造成塑性的变化，切削的速度越快，切削时产生的热量对金属外层的影响越快，进给量变大，以及材料的本身塑性较大，都会产生严重的冷硬现象。1.3表面层残余应力产生表面残余应力主要有三个方面的原因，一、切削引起的加工物品外层金属的塑性变形和比容增加，导致外层金属的体积迅速增大，然而被相邻的内层金属拦截，这样不仅在外层金属中产生了残余应力，内层金属也产生了残余拉应力。二、切削热能的增多。由于不同金相组织所具有的不同密度和不同比容，当外层金属发生比容变化时，会被相邻的本体金属所阻止，由此也产生了残余应力。加工物品最终工序的加工方法，对被加工零件的工作面有着至关重要的影响。由于交变载荷作用的拉力影响，表面存在的微观裂痕会变大或者直接断裂，所以选择加工技术方法时，要考虑到制作需要和可能出现的破坏因素，应对残余应力的影响，从而提升加工零件抵抗破坏和疲劳的程度。
2提高加工表面质量的措施
经过前面对影响机械加工表面质量因素的分析，已经可以了解影响被加工件表面粗糙程度的具体原因，比如刀具的几何参数、切削刃的形状、刀具的材料、磨损的情况、切削的速度、进给量、切削液的使用、工件材料、工艺系统的钢度、热处理、机床精度等等。为提高机械加工的表面质量，根据加工要求，需通过有效的方法和措施，降低机械加工的表面粗糙程度。2.1制作件材料制作件的材料具有的塑性、金相组织等特点，对加工的表面粗糙程度影响所占比重最大。所以其材料的选择应当在其金相组织的状态、晶粒度的大小和分布方面进行适合的选择。低合金钢的材料和低碳钢的塑性较大，为取得较低的粗糙程度，必要的进行正火处理使其塑性降低。2.2刀具选择类似精刨刀、精车刀等具有比较大的刀尖圆弧半径和比较小的副偏角、合适(=0)的修光刃、宽刃，可以有效的减少表面残留面积，禁止使用已经严重磨损的刀具，刀具的材质必须和加工零件的材质相适应，可以最有效的降低加工表面的粗糙程度。2.3切削条件为减少积屑瘤，提高机械加工表面质量，可以采用增强加工机床的动态稳定性、提高加工工艺系统的钢度、使用高效率的切削液、同时降低进给量、以较快的速度对塑性材料进行切削等方法。2.4加工方法通过使用精密、超精密、光整加工的方法，降低制作件速度，选用细粒度砂轮，采用较高的砂轮速度、较低的轴向进给速度，减小径向进给量，砂轮的磨粒始终保持锋利、维修保养砂轮使用过的表面，正确使用相宜的磨削液，这样即可取得良好的磨削成效的同时，使得机械加工表面获得较低的粗糙度。2.5减少加工表面层变形强化和残余应力为减小机械加工表面层的变形强化，必须对刀具的几何形状进行严谨的选择，包括对刀具角度和磨损宽度的选择，刀具的前角和后角尽量较大，进行磨刃的过程中，注意保持切削刃的刃口半径尽量减小。在进行切削过程中，为了降低刀具刀面宽度的磨损，可以通过合理的改变切削用量来实现，应当选取较低的进给量和保证较高的切削速度。切削过程中，通过合理使用切削液，可以有效的降低加工金属表面层的强化变形。在应力集中或者具有腐蚀性环境中应用的加工零件的机械加工中，对残余应力对制作件的疲劳强度的影响极为明显，会降低制作件的疲劳强度，所以在机械加工过程中必须避免和减少残余应力现象的出现。导致残余应力现象出现的因素很多，而且复杂，一般为了减小残余应力，可以采用降低切削温度、减小塑性变形程度来实现。在实际机械加工过程中，为了保持被加工件的稳定性、增长其使用周期、提升其使用性能，可以通过冷压方法来对其表面层的材质进行加工，比如金刚石压光、挤（胀）孔、滚压和喷丸强化等等，都可以提升加工件的产品质量。
3结束语
机械加工的表面质量，是整体加工工艺质量的一个重要检测标准，一定程度上也代表了一个机械加工企业的工艺水平，在市场经济激烈竞争的体制下，提高机械加工表面质量的技术工艺，对于增强企业的核心竞争力、寻求更高的经济效益，有着不可替代的作用。
作者：马吉峰 单位：绥化市工程咨询中心
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