影响机械加工表面质量的因素及对策剖析

朱辉

摘要：在我国工业化发展水平逐渐提升的趋势下，对于机械加工工艺提出了更高的要求，只有在加工过程中加强有效控制，才能提升产品质量。表面质量是衡量产品质量的主要指标，也就是通常所说的工件粗糙度，会对工件使用性能产生直接影响。然而，由于机械加工的环境较为复杂，因此多种因素会对表面质量造成干扰，使得工件施工寿命缩短。本文将通过分析影响机械加工表面质量的因素，探索提升机械加工表面质量的对策，为实践工作提供参考。

关键词：机械加工;表面质量;影响因素;对策

工件的表面几何特征和物理学性能，共同决定其表面质量，这是在机械加工中应该严格控制的关键指标。在实际生产工作当中，由于在加工技术、加工方法和加工环境等方面存在的差异性，也会导致工件的粗糙度有所不同，往往会存在一定的几何误差。而工件的物理学性能，则主要会受到切削热和切削力的作用，导致在同一产品中出现一定的误差。为了能够满足国家和行业规范要求，需要对机械加工表面质量的影响因素进行有效掌控，将加工误差控制在允许范围内，保障其良好的使用性能。随着生产加工工艺复杂性的提升，对于表面质量控制的要求也在提高，应该加强对各个影响因素特点的深入分析，制定切实可行的控制方案，促进工件使用寿命的延长。

一、影响机械加工表面质量的因素

（一）加工刀具影响

切削工件是机械加工中的基本操作，在此过程中应用的刀具类型及性能，会对表面质量产生影响。切削层残留会存在于工件表面上，反映了刀具的几何形状。尤其是在塑性材料的加工当中，会导致塑性变形问题的产生，撕裂现象出现切削和工件分离当中，加大了表面粗糙度。撕裂问题会随着工件韧性的增强而愈发严重，塑性变形问题直接影响其使用功能。在加工脆性材料时，往往会有颗粒状的切屑出现，当洒落在工件表面上时会导致坑洞问题的出现，其粗糙度上升【1】。在使用刀具时的主偏角和进给量等等，也会对机械加工表面质量产生影响，而且残留物高度会随着刀尖圆弧半径的增大而降低，变形问题则会更加明显。砂轮硬度、进料数量、液体冷却、粒度砂轮和磨削速度等，也会导致表面质量发生变化。

（二）材料性质影响

脆性材料和塑性材料，是工件的主要材质类型。加工塑性材料时，由于刀具的挤压作用而发生变形，当出现分离情况时也会导致表面质量受到影响。脆性材料在加工中的碎粒问题，是影响其表面粗糙度的主要因素。冷加工硬化现象也是在机械加工中的常见现象，金属强度会由于塑性变形而增大，改变其基本物理性质【2】。工件的表面微观结构，会由于热切割温度过高而出现改变，其硬度和强度下降，微裂纹问题往往是由于残余应力增大而引发，这也是实践工作中的磨削烧伤问题。

二、提升机械加工表面质量的对策

（一）合理选择刀具

控制机械加工中刀具的角度，能够降低对表面质量造成的干扰，为了能够对工件和刀具的接触振动加以控制，需要适当提升其几何参数前角。通常负前角应该在-2°-15°之间，可以有效促进工件精度的提升。对于后角的提升，也是增强表面质量的有效措施，刀面与工件接触长度得到控制。应该适当降低主偏角值，在精加工中保持良好的刚度【3】。严格控制副偏角值，通常应该在5°-10°之间，能够对残留高度进行控制。此外，具有修光刃的刀具，也可以有效增强加工质量，圆弧形过渡刃在机械加工中的应用效果也较好。

（二）提升工件材质

工件的材质是影响机械加工表面质量的关键，金相组织和塑性特点，是决定质量效果的主要性能。低合金钢材料等具有较大的塑性，因此在机械加工当中应该进行正火锻造处理，实现对工件材料塑性的有效控制，满足后续切削加工要求，增强表面的平整度与光滑度【4】。工件材料的晶体结构、化学性质和物理性能等，共同组成其金相组织，因此在加工前应该做好相应的检测工作，防止对表面质量造成破坏。

（三）优化运动机构

机械加工的表面质量，也会受到运动结构精度的影响，因此在实践操作中应进行实时控制，防止较大误差导致的表面质量问题。尤其是应该对机械加工的机床主轴精度进行控制，确保其符合生产工艺标准与要求，防止在使用中发生径向跳动和轴向窜动等问题。通常情况下，应该将其精度误差控制在0.1mm以内，同时促进刀架瓜脚支撑面积的适当扩大，能够防止大托板爬行问题的出现，实现对表面质量的有效控制。

（四）控制残余应力

刀具的选择，应该确保其具有较大的后角与前角，对切削刃口半径进行控制，增强刃磨处理效果。在机械加工中还应该控制其磨损量，使其保持在允许范围之内【5】。适当降低进给量，同时适当提升转速，保障切削用量的合理性。表层变形问题也可以通过切削液的使用进行控制，实现对切削应力的有效控制。

結语

机械加工的表面质量，是评估工件整体性能的关键指标，因此在实际生产工作当中应该予以重点关注。加工刀具性能与使用方法、材料性质特点，是影响机械加工表面质量的主要因素，如果未能对其进行有效控制，将会导致工件使用性能下降。为此，应该通过合理选择刀具、提升工件材质、优化运动机构和控制残余应力等途径，防止表面质量问题的出现。

参考文献

[1]金林.影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J].科技创新与应用，2020（16）：110-111.

[2]郁冲.机械加工质量的影响因素及控制对策研究[J].内燃机与配件，2020（05）：96-97.

[3]王振.机械加工表面质量的影响因素与改善措施[J].内燃机与配件，2020（05）：121-122.

[4]顾玉生.机械加工质量的影响因素分析及控制对策[J].南方农机，2019，50（21）：126.

[5]宋少军.影响机械加工表面质量因素问题分析及改进措施[J].科技创新与应用，2019（20）：104-105.