張 晉

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

機(jī)械加工零件表面的質(zhì)量控制措施

張 晉

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械設(shè)備逐漸向精細(xì)化和自動(dòng)化方向發(fā)展，對于機(jī)械零件的質(zhì)量要求也日益嚴(yán)格，機(jī)械加工零件表面如果存在粗糙、毛刺、裂紋等質(zhì)量問題，不僅會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的整體性能，而且也制約了設(shè)備的工作效率。因此，必須在深入分析影響機(jī)械加工零件表面質(zhì)量因素的前提下，探究強(qiáng)化質(zhì)量控制的可行性措施，從而為提升機(jī)械零件加工質(zhì)量和設(shè)備性能提供保障。

機(jī)械加工零件；質(zhì)量問題；影響因素；控制措施

機(jī)械加工質(zhì)量代表了一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展水平，尤其像國防、航空航天等高精尖行業(yè)內(nèi)，必須要保證機(jī)械零件的加工質(zhì)量和使用性能。但是在實(shí)際的生產(chǎn)和加工過程中，影響零件表面質(zhì)量的因素是多種多樣的，如何采取有效的質(zhì)量控制措施，一直是機(jī)械加工人員研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。文章結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分別從工藝流程、切削參數(shù)、加工工序等方面提出了具體的質(zhì)量控制建議。

1 影響機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的因素

1.1 影響機(jī)械加工零件表面粗糙度的因素

粗糙度是衡量機(jī)械零件加工質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，不同性能、不同材質(zhì)的機(jī)械零件，所要求的表面粗糙度也不盡相同，甚至在部分情況下，為了增加機(jī)械零件的摩擦力，還會(huì)要求零件表面具備一定的粗糙度。因此，機(jī)械零件加工時(shí)，并不意味者表面越光滑質(zhì)量越好。總體來說，機(jī)械零件在加工時(shí)，對其表面粗糙度產(chǎn)生影響的因素主要包括材料自身特性和切削用量。

如果被加工工件是塑性材料，在切削加工中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一定程度的塑性變形。如果選用的刀具厚度較大，在切削時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一定程度的材料撕裂現(xiàn)象，致使切削面的粗糙度較高。在被加工工件對光滑度有著嚴(yán)格要求的情況下，加工后必然會(huì)影響到工件的正常使用。因此，機(jī)械加工零件材料的韌性越好，加工過程中產(chǎn)生的塑性形變也就越明顯。如果被加工工件是脆性材料，雖然不會(huì)產(chǎn)生工件形變問題，但是切削面會(huì)呈現(xiàn)出不連續(xù)的碎粒狀。這是因?yàn)榇嘈圆牧显诩庸み^程中，刀具的切削速度較慢，隨著切削深度的增加，零件的磨削加工也會(huì)影響表面粗糙度。

1.2 影響機(jī)械加工零件表面物理機(jī)械性能的因素

首先，機(jī)械零件加工時(shí)出現(xiàn)表面冷作硬化。在進(jìn)行工件加工時(shí)，必須要根據(jù)被加工工件的材料屬性、加工要求，合理選擇切削刀具和切削速度，這樣才能夠保證加工過程不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。如果選擇不當(dāng)，導(dǎo)致零件加工過程中斷，就會(huì)在零件表面出現(xiàn)冷作硬化現(xiàn)象。冷作硬化會(huì)影響材料的整體性能，如果設(shè)備對材料要求極為嚴(yán)格，那么這種冷作硬化材料將失去使用價(jià)值。其次，材料組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響工件機(jī)械性能。部分金屬材料在高溫環(huán)境下，表層金屬會(huì)發(fā)生金相組織變化。在高速切削過程中，刀具會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱量會(huì)在瞬間導(dǎo)致金屬材料的強(qiáng)度和硬度下降，出現(xiàn)裂紋、凹凸不平等現(xiàn)象，影響工件的正常使用。再次，材料表層殘余應(yīng)力的影響。由于加工過程中，零件表層溫度急劇升高，會(huì)導(dǎo)致表層材料的金屬比容增加，在熱脹冷縮作用的影響下，表層金屬會(huì)出現(xiàn)輕微程度的膨脹現(xiàn)象，進(jìn)而形成了一定的殘余應(yīng)力。對于一些大型工件來說，加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力可以忽略不計(jì)，但是對于一些精細(xì)化的零件，殘余應(yīng)力很有可能導(dǎo)致工件失去利用價(jià)值。

2 加強(qiáng)機(jī)械加工零件表面質(zhì)量控制的具體措施

機(jī)械零件表面的質(zhì)量問題會(huì)影響整個(gè)零件的使用性能，尤其是對于精細(xì)化要求較高的設(shè)備來說，即便是表面微小的質(zhì)量問題，也有可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障。因此，在加工過程中，必須要嚴(yán)格進(jìn)行加工質(zhì)量控制，滿足設(shè)備使用需求?？偨Y(jié)以往工作經(jīng)驗(yàn)，可以從以下幾方面進(jìn)行質(zhì)量控制。

2.1 制定科學(xué)的工藝流程

科學(xué)的加工工藝流程，能夠確保后續(xù)加工操作按部就班的開展，是強(qiáng)化零件表面質(zhì)量控制的基礎(chǔ)性措施。首先，加工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合被加工工件的材料屬性、加工要求，合理選擇切削刀具，避免后期零件加工時(shí)出現(xiàn)切削面粗糙問題。其次，固定零件，并進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。目前，數(shù)控機(jī)床成為機(jī)械零件加工的主要平臺(tái)，在設(shè)置好加工程序后，操作人員還必須要準(zhǔn)確定位零件位置，并用夾具進(jìn)行固定，保證零件加工的一次性完成，避免因加工中斷出現(xiàn)冷作硬化問題。除此之外，如果加工過程中出現(xiàn)工件松動(dòng)，也會(huì)因多次裝夾而導(dǎo)致誤差過大，影響零件表面加工質(zhì)量。例如，球孔是某航空公司的一些引擎吊架產(chǎn)品上的一個(gè)常有的特征，是用來裝入中空球體，從而起到聯(lián)接作用。所謂球孔，不是一個(gè)完整的球面，而是兩端有開口、中間是部分球面的孔（如圖1）。采用立式加工中心一次裝夾銑削加工的方法，同時(shí)加工多個(gè)球孔，利用機(jī)床的重復(fù)定位精度來保證球孔之間位置度。

圖1 球孔零件圖

2.2 選擇適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)

切屑參數(shù)包括切削速度、切削深度以及切削用量等內(nèi)容。這些都會(huì)對機(jī)械零件的表面質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。例如，切削速度會(huì)影響零件加工表面的粗糙度，如果切削速度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)范圍，就會(huì)在切削表面出現(xiàn)間斷性的橫向波紋，導(dǎo)致切削面粗糙，影響工件的使用質(zhì)量；如果切削速度超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，又會(huì)導(dǎo)致零件表面熱量堆積，表面材料因瞬時(shí)溫度過高而出現(xiàn)膨脹。切削深度也會(huì)在一定程度上影響工件表面質(zhì)量，隨著切削深度的增加，切割部位會(huì)產(chǎn)生大量的積屑，這些積屑的大量存在，會(huì)影響刀具的切削力，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致切削偏離預(yù)定設(shè)計(jì)，出現(xiàn)切削變形等質(zhì)量問題。因此，必須要合理選擇切削參數(shù)，并適當(dāng)使用切削液，減少刀具與零件之間的摩擦系數(shù)。同時(shí)，切削液也能夠帶走切削過程中產(chǎn)生的大量的熱量，對于保護(hù)工件表面質(zhì)量有極大作用。

2.3 選擇合理的表面最終加工工序

零件的加工對于零件的性能有著十分重要的影響，如果加工過程中出現(xiàn)一定的問題，將會(huì)影響零件的正常使用。零件的最終工序的加工方法對于零件的加工質(zhì)量有著十分緊密的聯(lián)系，因此最終表面加工工序的合理安排至關(guān)重要。零件表面最終加工工序加工方法不同對于零件的表面質(zhì)量影響也不同。

[1] 陳選正，韓婷超.大面積薄板和粗糙表面電化學(xué)機(jī)械光整加工技術(shù)研究[J]，科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（7）:164-165.

[2] 呂繼英，杜梅巖.氮化硅陶瓷回轉(zhuǎn)曲面典型零件高效精密磨削工藝實(shí)驗(yàn)與理論研究[J]，科技資訊論壇，2014（21）:109-111.

[3] 王海峰，孟凡月.機(jī)械加工表面質(zhì)量管理中的不足及其優(yōu)化措施[J]，西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（3）:141-144.

Quality control measures for the surface of machined parts

Zhang Jin
(Qigihar Two Machine Tool (Group) Co., Ltd., Qigihar 161000, China)

Modern industrial machinery is gradually refined and automation development direction for mechanical parts quality requirements are increasingly strict, if there exists a machined part surface roughness, burr, cracks and other quality problems, not only affects the overall performance of mechanical equipment, but also restricts the efficiency of the equipment. Therefore, must be on the premise influence factors of surface quality of machining parts in-depth analysis, explore the feasible measures to strengthen quality control, so as to provide protection to enhance machining quality and equipment performance.

mechanical parts; quality problems; influencing factors; control measures

張晉（1980— ），男，遼寧沈陽人。