摘要：在现代工业生产中，生产机械需要在高速运转的状态下工作，这就需要机械加工零件具有较高的抗磨损、抗腐蚀能力、零件表面具有较高的质量。机械加工表面质量对机械生产效率与产品质量的影响非常大，要提升机械生产的效率与产品质量，就需要了解影响机械加工表面质量的因素，并对这些因素加以控制，从而提升机械加工表面的质量，促进机械生产效率与产品质量的提升。下面，本文将对机械加工表面质量及其影响因素进行分析。
关键词：机械加工；表面质量；影响因素
机械加工表面质量就是加工零件的表面粗糙度。由于机械加工表面质量在很大程度上影响着加工零件的力学、化学以及物理性能，因此机械加工表面质量的优劣决定了零件的使用寿命、工作性能和可靠性。作为机械零件加工质量的重要部分，零件表面质量在机械零件加工过程中受到了很大的重视。众所周知，零件的的损坏一般是从零件的表层开始的，因此零件表面质量的好坏严重影响着零件的耐化学腐蚀性、耐磨性以及抗疲劳性。有些机械加工表面看似光滑，但是表面存在很多裂纹和波纹，这些物理上的缺陷会在零件工作过程中埋下安全隐患。随着科技的不断发展，许多精密仪器的研制对零件的表面质量有了更高的要求。因此人们设计了许多先进的加工工艺，优化机械加工表面质量，从而确保满足市场的需求。
1机械加工表面质量概念综述
机械加工表面质量是指机械零件表面的物理学性能及表面的几何特征。
1.1机械零件加工表面的粗糙程度及质量浓度
由于不同企业、不同加工方法、不同加工技术、不同加工环境导致同一机械零件加工出来的粗糙程度不尽相同，粗糙程度是指加工同一零件出现不同的几何误差，从粗糙程度中可以看出零件表面质量的好坏。波度则是介于宏观几何形状误差与微观几何形状误差之间的周期性几何形状误差。
1.2机械零件表面所产生的物理性能
在机械零件加工过程中会应用到切削力、切削热等物理作用，在这个细节中如果操作不当，就会对整个机械零件的表面质量产生影响，形成误差。
2影响机械加工表面质量的因素
根据对金属零件机械加工表面的评判标准，可以从以下几个方面对影响表面质量的因素进行归纳。
2.1影响表面粗糙度的因素
2.1.1材料的性能影响粗糙度
材料性能的好坏直接影响到机械加工的效果。比如使用经过热处理工艺的材料具有较好的耐磨性，在零件的机械加工过程中，不会轻易达到磨损极限发生急剧磨损的现象；使用脆性较高的材料，在后续的加工中切削废屑会崩碎成碎粒状，在崩碎的过程中就会在加工的表面积留很多的凹点，使加工表面变得粗糙；使用韧性较高的材料时，由于材料在被加工的过程中会产生加大的塑性变形，使加工表面微小的波峰波谷间的距离变大，即粗糙度越大，被加工表面不容易达不到精度的要求。
2.1.2切削加工影响粗糙度
切削加工的加工速度、进给量、刀具的半径以及主偏角和副偏角都会影响加工之后表面的质量。比如在进行塑性较好的材料时，可以适当提高加工速度，减少进给量，就可以提高机械加工表面的光整程度，得到较好的表面质量，相反则不是。
2.1.3磨削加工影响粗糙度
首先从简单的几何上进行分析，就会发现在磨削加工中，砂轮上磨粒的大小和形状就会与机械加工后加工表面的波峰波谷的大小是有关系的。在磨削中在材料表面会产生很多的磨削沟槽，如果这些划痕分布不均匀且不等高，就会使粗糙度的值很大。
2.2影响机械加工表面性能的因素
2.2.1加工表面产生冷作硬化
在对材料进行机械加工的工序过程中，产生塑性变形是由于晶格的扭曲变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆冷作硬化是指在晶粒之间产生剪切滑移就会使晶粒产生被拉长或纤维化甚至会破碎的现象，从而使加工表面的强度和硬度得到提高。在后续的加工中，由于冷作硬化的存在就会使加工表面变形阻力逐渐增大，但塑性会变小，加工表面又会在表面温度高低的变化下逐渐表现为表面状态的稳定，即出现不同程度的弱化。机械加工表面的性质就是在这样强化弱化中产生的综合结果状态，冷作硬化的评判依据可以是加工表面显微硬度的大小或硬化层的厚度等。加工表面的冷作硬化受很多因素的影响，比如在加工时挤压力越大塑性变形越大产生的冷作硬化程度越强；当切削的速度越慢也就是刀具和表面材料的接触时间会长，这时候产生的冷作硬化层也就越深等。
2.2.2金相组织性能发生变化
在切削或磨削中都会产生大量的热，当这种切削热和磨削热的温度超过加工材料的相变温度之后就会在加工表面发生金相组织的改变。尤其是在磨削过程中，金相组织发生转不变的同时加工表面的强度硬度也会随之降低，当达到极限条件时就会产生微裂纹，称之为磨削烧伤。因此在机械加工的时候应有效控制切削热和磨削热的产生，做好加工表面的冷却措施，并且使用恰当的切削量，进给速度等使大量的热被散出，很少数的热传入到工件中。
2.2.3表面残余应力
在机械加工过程中在加工区域中产生大量的热等因素都会产生残余应力，尤其是当切削热或磨削热过高使得部分表层发生金相组织的改变，又由于不同金相组织的密度比容等不同，就会使已发生改变的金属组织受到未发生改变的金相组织的阻碍，就会产生残余应力。
3机械加工表面质量的完善对策
3.1恰当处理工程材料
在机械加工过程中，影响加工表面性质的主要就是材料的塑性和微观组织。在对塑性较强的低碳合金或低合金材料进行加工时，提前一定要对材料进行一下热处理，使材料能够在较合适的金相状态下进行加工，以保证加工后表面的光整度。
3.2选择恰当的切削条件
当切削的速度较高时，就会很好地避免积削瘤的产生，再加上好的切削液和恰当地选择加工时的实际进给量，就可以增大加工表面的刚度，提高机床工作时的稳定性，这样可以提高加工表面的质量。
3.3选择恰当的加工方法
选择加工方法时，要注意以下几个方面，首先选择的重要依据就是使用该加工方法加工出来的零件精度较高；再者由于加工零件时的速度问题，加工时径向的进给量要小，砂轮的转动速度要大[5]。还有零件表面修整时，使用砂轮的磨粒性要高，以便获得更好的磨削效果。使用合适的磨削液来得到粗糙度较低的零件表面。
3.4有效控制残余应力
有效控制残余应力将有效改善机械加工表面的质量。在加工中选择刀具时，采用前角和后角较大的刀具，并且在进行刃磨的时候要注意尽可能缩小切削刃口的半径；在一定宽度范围内允许磨损；确定切削用量的时候，采用较高的转速和较小的进给量；表面加工时，使用恰当的切削液强化表层的变形；如果零件的表面还存在残余应力，就会严重降低应力相对集中的零件；因此要尽可能消除残余应力。
结语
要想保证机械设备能进行正常运转，必须使机械零件具有良好的工作性能。所以，在加工机械的过程中对影响其表面质量的关键性因素要进行重点分析，并且要采取行之有效的措施，从而提高我国的机械加工表面的技术水平，使得我国生产零件的整体质量得到进一步的提高，推动我国制造业在全球化的竞争中脱颖而出，最终促进我国社会经济的发展和综合国力的提高。
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（05）：6-7.
[2]王丽娟.浅谈机械加工表面质量的影响因素[J].商，2012（13）.
[3]孙士杰.影响机械加工表面质量的因素及处理[J].河南科技，2012（23）.
作者简介：
段志刚（1970.12-），男，江西九江人，郑州大学，专科，单位：国网江西省柘林水电厂，研究方向：金属结构制作与安装
论文作者:段志刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/12
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