杲立廣

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在機(jī)械設(shè)計(jì)與制作的過程中，不同的系統(tǒng)部件和各種零件與加工的方式，都有著各種不同的參數(shù)要求，因此對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，在各種精密零件的設(shè)計(jì)要求中，往往需要在多種不同方面，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)限制。在國家標(biāo)準(zhǔn)的約束下，盡管對(duì)大部分的機(jī)械加工工藝，已經(jīng)有了飛躍式的進(jìn)步，但是在面對(duì)大量機(jī)械制作時(shí)，在各種機(jī)械制作標(biāo)準(zhǔn)上，難免會(huì)產(chǎn)生殘次品，以及出現(xiàn)無法滿足客戶要求的現(xiàn)象，而在這個(gè)改進(jìn)過程中，就會(huì)造成機(jī)械加工難度的提升。經(jīng)過多次的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在機(jī)械加工工程當(dāng)中，影響機(jī)械零件表面質(zhì)量的因素，是在各種制作工藝中，影響因素最多，并且其改進(jìn)條件多，改進(jìn)方法難，因此以下將結(jié)合機(jī)械加工過程，對(duì)表面加工質(zhì)量、存在的問題和改進(jìn)方法，進(jìn)行相關(guān)的討論研究。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 機(jī)械加工;加工表面質(zhì)量;影響因素;改進(jìn)方法

[中圖分類號(hào)]? TH161.14? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）51-0138-02

對(duì)大多數(shù)的機(jī)械工廠來說，對(duì)機(jī)械進(jìn)行加工精度的分析，以及對(duì)相關(guān)加工工藝的選用，都是不可避免的關(guān)鍵過程，但是在大多數(shù)的情況下，機(jī)械加工都需要足夠的經(jīng)驗(yàn)支撐，才能夠勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)。尤其是對(duì)機(jī)械零件表面的加工質(zhì)量來說，充分的加工經(jīng)驗(yàn)和必要的科學(xué)加工方式的結(jié)合，才可能勉強(qiáng)應(yīng)對(duì)大多數(shù)的問題，對(duì)出現(xiàn)的突發(fā)情況來說，可能會(huì)導(dǎo)致零件加工的失敗，因此造成的成本增加，導(dǎo)致的機(jī)械加工時(shí)長增加，很有可能會(huì)使用戶對(duì)機(jī)械生產(chǎn)公司失去信任。因此在機(jī)械表面加工過程當(dāng)中，根據(jù)大多數(shù)加工過程的研究和科學(xué)理論的結(jié)合，總結(jié)對(duì)以下幾方面的探討。

一、影響加工表面質(zhì)量的因素

（一）刀具加工時(shí)對(duì)機(jī)械表面光滑度的影響

在機(jī)械制作的批量生產(chǎn)時(shí)，對(duì)刀具的使用和調(diào)控，是整個(gè)機(jī)械加工過程中最重要且影響最大的一環(huán)，盡管在機(jī)械制作工藝的發(fā)展當(dāng)中，越來越多自動(dòng)化車床，已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)車床，并且逐漸依靠自動(dòng)化設(shè)備，來提升刀具在運(yùn)作時(shí)，切削機(jī)械原料的準(zhǔn)確度，通過將計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)合的方式，盡可能地提升在傳統(tǒng)機(jī)械制作工藝中刀具打磨原料時(shí)的準(zhǔn)確度以及切削工藝時(shí)的高效性。但是在實(shí)際情況中，對(duì)大多數(shù)機(jī)械加工流程來說，通過刀具來進(jìn)行機(jī)械加工的直接接觸，反復(fù)地高硬度碰撞，會(huì)導(dǎo)致溫度的提升，盡管在一定程度上，可能會(huì)導(dǎo)致被加工的工件出現(xiàn)微小的形變和軟化，但是在實(shí)際加工當(dāng)中，只要是正常的工藝加工流程，都能夠迅速實(shí)現(xiàn)降溫，在車床上也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重形變。但是對(duì)磨削工藝，機(jī)械加工過程中，不免會(huì)產(chǎn)生各種不同的廢屑，尤其是一些比較普通金屬來說，這種廢屑經(jīng)過高溫的影響，極有可能會(huì)在瞬間依附在被加工的工件表面上，經(jīng)過檢驗(yàn)和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)由此而產(chǎn)生的失敗品在機(jī)械加工過程當(dāng)中是最多的。另外，對(duì)刀具來說，各種打磨、鉆孔和切割設(shè)備上，往往沒有對(duì)被加工材料，進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范和要求，因此對(duì)一些硬度相對(duì)較強(qiáng)的材料在進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，特別容易因?yàn)閮?nèi)部組織的細(xì)微變化，造成表面的裂紋[1]。

（二）機(jī)械加工環(huán)境中材料的選用

在車間的環(huán)境中，一般的情況下，各種指數(shù)都是相對(duì)穩(wěn)定的，但是在實(shí)際加工過程中，各種溫度、濕度和車床的清潔度，都有可能會(huì)損壞機(jī)械表面加工質(zhì)量，尤其在氣候變化相對(duì)較大的情況下，機(jī)械工件的脆性和本身的硬度，都會(huì)對(duì)機(jī)械加工造成影響。在各種環(huán)境因素的影響下，尤其是對(duì)打磨類的加工，在進(jìn)行加工過程中，工件表面由于環(huán)境因素，可能會(huì)造成暫時(shí)性的光滑，容易導(dǎo)致打磨效果較差，因此而難以實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要求的表面光滑度，在進(jìn)行工廠加工時(shí)，由于外部環(huán)境因素，一般會(huì)導(dǎo)致殘次品占比的增加，同時(shí)在進(jìn)行出廠檢驗(yàn)時(shí)，一般很難發(fā)現(xiàn)問題。但是在目前的機(jī)械加工應(yīng)用中，大多數(shù)的金屬都是鑄鐵等特殊材料，而并非是單一的個(gè)別金屬，對(duì)目前使用中的大多數(shù)金屬，其熱穩(wěn)定性好，同時(shí)化學(xué)性質(zhì)也特別穩(wěn)定，因此，受到環(huán)境影響從而導(dǎo)致的表面光滑度不足的情況在實(shí)際加工車間中十分少見。盡管如此，在機(jī)械加工車間中，由于空氣中的廢屑、環(huán)境當(dāng)中的水珠，都可能在環(huán)境突變下，影響到一些精密機(jī)械的加工，不僅可能會(huì)造成表面光滑度不符合既定要求，同時(shí)也可能會(huì)影響到整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)在未來使用中的精密性[2]。

（三）由于物理性能導(dǎo)致影響機(jī)械表面質(zhì)量加工

在整個(gè)機(jī)械加工的過程中，完全根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)來進(jìn)行車床進(jìn)給量的設(shè)計(jì)，但是如果工件在一開始的時(shí)候，其硬度和光滑程度，已經(jīng)由于操作不當(dāng)和各種環(huán)境的影響，出現(xiàn)了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各種參數(shù)的改變，因此在機(jī)械加工過程中，對(duì)刀具給進(jìn)量的調(diào)整，也是保障機(jī)械設(shè)計(jì)，符合工藝要求的重要方法。對(duì)工件的加工來說，尤其是對(duì)環(huán)境變化相對(duì)比較敏感的金屬材料，在進(jìn)行精密加工時(shí)，往往在表面光滑度的加工過程中，容易發(fā)生微小的變形以及各種特殊物質(zhì)的吸附，因此而造成表面加工質(zhì)量較差，是導(dǎo)致機(jī)械表面加工出現(xiàn)問題的重要原因。另外，從物理層面來看，目前用于切割和打磨的工具，大多是采用砂輪來進(jìn)行加工，因此對(duì)砂輪的內(nèi)部分子距離以及被加工材料的硬度，導(dǎo)致被加工合金往往會(huì)在實(shí)際打磨過程中，出現(xiàn)劃痕等現(xiàn)象，由于打磨材料硬度的不足，也極有可能會(huì)出現(xiàn)外部表面其粗糙度嚴(yán)重偏離既定的要求[3]。另外，在金屬的加工過程當(dāng)中，可能會(huì)存在冷作硬化以及各種燒傷等影響順利加工的突發(fā)性因素，但是在大多數(shù)切割摩擦工藝當(dāng)中，隨著溫度的提升，其硬化程度也會(huì)隨之降低。

二、機(jī)械加工表面質(zhì)量參數(shù)與加工方法

（一）對(duì)加工材料的選用和分析

對(duì)機(jī)械加工步驟來說，一般是按照傳統(tǒng)加工工藝來進(jìn)行，盡管可能是機(jī)械創(chuàng)新研究加工，也能夠按照國家標(biāo)準(zhǔn)與一般加工流程進(jìn)行相關(guān)的研究與調(diào)整，但是在進(jìn)行機(jī)械材料加工以前，往往必須要根據(jù)需求進(jìn)行加工材料的選用，一般來說包括刀具材料的選用和刀具自身性質(zhì)的調(diào)整。尤其是根據(jù)被加工材料的硬度，進(jìn)行應(yīng)力集中的設(shè)計(jì)，對(duì)切割刀具的工作任務(wù)來說，結(jié)合想要使其更好完成切削目的而不會(huì)拖泥帶水，切削刃鈍圓是相對(duì)重要的因素，通過增大鈍圓半徑的方法，來實(shí)現(xiàn)更好的切割工藝[4]。不僅如此，對(duì)各種切割鉆孔類刀具來說，產(chǎn)生磨損是最常見的情況，尤其在進(jìn)行外部光滑度的加工過程中，對(duì)加工刀具和加工材料的選用是至關(guān)重要的一點(diǎn)。因?yàn)樵诩庸み^程當(dāng)中，打磨會(huì)使雙方的光滑度得到提升，因此造成了刀具的快速損耗，因此容易影響到機(jī)械在未來的使用，根據(jù)所選定的光滑度參數(shù)，證明該機(jī)械在未來的使用環(huán)境下，可能會(huì)面臨更高的要求，由于刀具的磨損造成光滑度的不足，也就說明機(jī)械無法滿足正常工作的需要。

（二）機(jī)械材料自身參數(shù)對(duì)表面質(zhì)量的影響

在進(jìn)行機(jī)械加工材料的選用時(shí)，既要分析該機(jī)械在未來的工作，確保機(jī)械質(zhì)量等系數(shù)滿足未來的工作環(huán)境，又要盡可能根據(jù)目前的加工技術(shù)，提高機(jī)械在實(shí)際使用中各種任務(wù)完成的效率。在機(jī)械加工的過程當(dāng)中，尤其是材料自身組織的變化是造成表面加工質(zhì)量不足的重要原因，因此對(duì)機(jī)械本身材料的選用是生產(chǎn)機(jī)械至關(guān)重要的一環(huán)。舉例來說，在進(jìn)行表面加工的過程中，機(jī)械表面層的材料，極有可能會(huì)因?yàn)闇囟鹊挠绊懀菇饘僭诩庸ぶ熊浕?，進(jìn)行切割和打磨時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)用力不集中的現(xiàn)象，因此而產(chǎn)生磨削燒傷，造成的后果不僅導(dǎo)致前面的加工工序得重新再來，對(duì)部分造價(jià)相對(duì)較高的原料也會(huì)造成制作成本的大幅度提升。因此在進(jìn)行機(jī)械加工以前，需要嚴(yán)格規(guī)劃加工方法，才能盡可能地降低各種材料損壞的影響和損失，對(duì)于被加工材料的屬性進(jìn)行針對(duì)性的規(guī)劃，發(fā)揮其最大的效果才能夠真正地發(fā)揮材料的功能[5]。

三、對(duì)目前加工方法的不足提出的改進(jìn)建議

（一）結(jié)合自動(dòng)化機(jī)床降低加工難度

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)設(shè)備的更新?lián)Q代，越來越多的領(lǐng)域，開始結(jié)合目前的科技形式，進(jìn)行相關(guān)的改革升級(jí)，其中也不乏像機(jī)械制造，這種傳統(tǒng)意義上的工藝加工。其實(shí)對(duì)自動(dòng)化的改革，已經(jīng)進(jìn)行了多年，從目前的機(jī)械加工工廠來看，最常見到的就是數(shù)控機(jī)床，通過程序設(shè)定來進(jìn)行機(jī)械加工的控制，加工人員可以利用手動(dòng)輸入各種參數(shù)來使刀具給進(jìn)，完成不同程度上的精密儀器加工。因此隨著科技的進(jìn)步，解決機(jī)械表面加工質(zhì)量不足的問題，最直接有效的形式，就是盡可能地利用計(jì)算機(jī)設(shè)備，完成精度為微米的打磨，在人為輔助下，利用自動(dòng)化加工流水線，不僅能夠在精度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人力加工，還能夠提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率。

（二）選擇合適的加工設(shè)備和輔助用具

在進(jìn)行精密機(jī)械生產(chǎn)加工過程中，選用恰當(dāng)?shù)募庸ぴO(shè)備，是提高機(jī)械生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，同時(shí)在恰當(dāng)?shù)募庸び镁叩妮o助下，能夠在復(fù)雜多變的加工環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)更低的材料損失。為了確保效果更好的表面加工質(zhì)量，對(duì)機(jī)械加工刀刃來說，需要結(jié)合必要的輔助用具，舉例來說，為了避免由于高溫引起的制作材料的變形，需要在切割時(shí)進(jìn)行溫度的高效吸收，才能夠更加有效地提高目前的表面加工質(zhì)量。而對(duì)機(jī)械加工過程中，切削液的選用也是至關(guān)重要的，首先是需要液體的比熱容要足夠大，才能夠有效地完成熱量吸收，同時(shí)需要滿足降低摩擦的能力，實(shí)現(xiàn)類似潤滑油的能力，從根本上徹底阻斷熱量的散發(fā)。對(duì)切削液來說，其本身是由于保護(hù)刀具，實(shí)現(xiàn)切削工藝順利進(jìn)行而存在的，因此隨著加工工藝的提升，也能夠縮減由于刀具磨損而造成的機(jī)械表面質(zhì)量不足的現(xiàn)象。經(jīng)過對(duì)加工流程的規(guī)范化以及對(duì)機(jī)械加工用具的恰當(dāng)選擇，能夠最大程度地提高機(jī)械加工表面的質(zhì)量水平[6]。

四、結(jié)語

機(jī)械加工的規(guī)范化已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，而機(jī)械制造的自動(dòng)化是改進(jìn)未來機(jī)械工件加工的重要途徑，利用自動(dòng)精準(zhǔn)定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)械表面加工工藝的提升，對(duì)改進(jìn)機(jī)械表面加工質(zhì)量具有不可替代的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔會(huì)彬.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取的措施[J]. 中國機(jī)械，2015（8）：23-24.

[2]王樹國，馮憲琴.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取的措施研究[J].硅谷，2014（9）：196-197.

[3]鄒振國.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取的應(yīng)對(duì)措施探究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（8）：79.

[4]張穎穎.影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取的措施[J]. 科學(xué)與財(cái)富，2016（Z1）：459-460.

[5]王歡.對(duì)影響機(jī)械加工表面質(zhì)量的因素及采取的措施分析[J].東方文化周刊，2014（13）：116.

[6]熊昌，別旭輝，巴林.淺談?dòng)绊憴C(jī)械加工表面質(zhì)量的因素與應(yīng)對(duì)措施[J].文摘版：工程技術(shù)（建筑），2016.

◎編輯 王亞青