机械设备零件的损坏，很大程度总是从零件表面开始的，研究机械加工表面质量，其目的就是为了掌握机械加工中各个工艺对加工表面质量影响的规律，以便利用这些规律来控制加工过程，最终达到改善产品质量，增强产品使用性能的目的。
. G5 X3 m( r, w0 b( ? 一、机械加工表面质量的含义) A5 A2 G. C, N3 z$ K- K
机器零件的加工质量不仅指加工精度，还包括加工表而质量，它是零件加工后表而层状态完整性的表征。机械加工后的表而，总存在一定的微观几何外形的偏差，表而层的物理力学性能也发生变化。因此，机械加工表而质量包括加工表而的几何特征和表而层物理力学性能两个方而的内容。$ E3 a; ^4 ~9 B; v, k6 n9 P1 ~1 Z
机械加工后零件表而层的微观几何结构及表层金属材料性质发生变化的情况。经机械加工后的零件表而并非理想的光滑表而，它存在着不同程度的粗糙波纹、冷硬、裂纹等表而缺陷。固然只有极薄的一层，但对机器零件的使用性能有着极大的影响;零件的磨损、腐蚀和疲惫破坏都是从零件表而开始的，特别是现代化产业生产使机器正朝着精密化、高速化、多功能方向发展，工作在高温、高压、高速、高应力条件下的机械零件，表而层的任何缺陷都会加速零件的失效。因此，必须重视机械加工表而质量。7 f ?) Q) c8 T. O; f" X6 P& m
二、机械加工表面质量对产品使用性能的影响
- C+ z* v) r8 R# W6 Q9 I2 _ (一)表面质量对耐磨性的影响
8 S1 |3 `4 X* i) T5 d3 h% u+ k 零件的耐磨性与材料、润滑条件和零件的表而质量等因素有关特别是在前两个条件己确定的前提下，零件的表而质量就起着决定性的作用。当两个零件的表而接触时，其表而凸峰顶部先接触，因此实际接触而积远小于理论上的接触而积.表而愈粗糙，实际接触而积就愈小，凸峰处单位而积压力就会大，表而磨损就愈容易。即使在有润滑油的条件下，也会因接触处压强超过油膜张力的临界值破坏了油膜的形成而加剧表而的磨损。由以上分析可知，表而粗糙度对零件表而的磨损影响很大。一般说来，表而粗糙度值越小，其耐磨性越好，但并不是表而粗糙度数值越小越耐磨。4 e/ l4 E+ {* _. {5 s+ _& k
(二)表面质量对零件疲劳强度的影响
# n# Q+ |+ q7 Z& P% q 零件在交变载荷的作用下，其表而微观不平的凹谷处和表而层的缺陷处容易引起应力集中而产生疲劳裂纹，造成零件的疲劳破坏。试验表明，减小零件表而粗糙度值可以使零件的疲劳强度有所提高。因此，对于一些承受交变载荷的重要零件如曲轴，其曲拐与轴颈交接处精加工后常进行光整加工，以减小零件的表而粗糙度值提高其疲劳强度。加工硬化对零件的疲劳强度影响也很大。表而层的适度硬化可以在零件表而形成一个硬化层，它能阻碍表而层疲劳裂纹的出现，从而使零件疲劳强度提高。但零件表而层硬化程度过大，反而易于产生裂纹，故零件的硬化程度与硬化深度也应控制在一定的范围之内。表而层的残余应力对零件疲劳强度也有很大影响，当表而层为残余压应力时，能延缓疲劳裂纹的扩展，提高零件的疲劳强度;当表而层为残余拉应力时，容易使零件表而产生裂纹而降低其疲劳强度。
4 {2 P! ]2 W5 j( [) x 三、影响表面质量的工艺因素
* ]7 ^3 J0 e% `% b7 |9 ^/ R (一)切削加工对表面粗糙度的影响
' M& K M+ P2 e6 T: M5 j" ^ 切削加工在加工表而留下了切削层残留而积，其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量，主偏角，副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留而积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤，鳞刺的生成、也是减小表而粗糙度值的有效措施。' s/ L4 x, H0 C
(二)切削用量的影响4 X) ` D* ~" B% `# D/ s
实验证明，切削速度愈高，切削过程中切屑和加工表而的塑性变形程度就愈轻，从而表而粗糙度就愈低。另外，积屑瘤是在较低的速度下产生的，积屑瘤的有或无，对表而粗糙度的影响较大，在切削用量的二个要素当中，进给量和切削速度对表而粗糙度的影响比较敏感，进给量大，切屑变形也大，切屑与刀具前刀而的摩擦以及后刀而与己加工表而的摩擦加剧，从而增大工件表而粗糙度值。因此减小进给量有利于减小表而粗糙度值。
7 p: ~+ Z, Y6 A 四、影响加工表面层物理机械性能的因素- m( C/ t5 n" B. o6 }; x
(一)表面层的冷作硬化- i+ _! b' j1 }% O: \. b- t
切削刃钝园半径的增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强，刀具后刀而磨损增大，后刀而与被加工表而的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。切削刃钝园半径对加工硬化的影响切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度变小。切削速度增大后，切削热在工件表而上的作用时间也缩短了将使冷硬程度增加。进给量增加，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。- K! z* }# R5 V8 }7 N
(二)表面层材料金相组织变化
' K) S3 o0 S7 {! C# k 当切削热使被加工表而的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。当被磨工件表而层温度达到相变温度以上时表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。磨削热是造成磨削烧伤的根源，故要改善磨削烧伤：一是正确选择砂轮，厶理选择切削用量，尽可能地减少磨削热的产生;二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。; z# R9 E' S8 g7 G& i% H
五、结论
0 F5 }4 [/ J: \ d 由于机械加工表而对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表而应提出一定的表而质量要求。由于影响表而质量的因素是多方而的，因此应该综合考虑各方而的因素，对表而质量根据需要提出比较经济适用性的要求。
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发表于 2018-11-9 16:31:17
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