影响工件表面质量的因素有哪些？

Question

如题所述

Answer 1

表面粗糙度是金属工艺中衡量工件质量标准的重要指标，是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于工艺方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别，下面简单介绍下影响工件表面质量的因素有哪些：
一、切削力和切削热
切削加工是机械零件加工中的一道重要工序，是机械零件加工的一种主要的加工方法，而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。在切削加工中，加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。
机械零件在切削加工过程中，会产生残余应力，表面层硬度也会发生改变，甚至改变金属材料的金相组织。在切削热和切削力的作用下，在切削的过程中，机械零件的表面层形态发生变形，进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面，零件变形的阻力加大，改变零件的物理机械性能。
零件和刀具的相对高速运动中，会产生大量的切削热。零件表面层材料的温度如果超过特定的界限，金属零件表层的硬度和强度将会降低，零件表面层材料的金相组织也会受到影响，在表层产生一定的残余应力，零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。
二、原始误差的影响
理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值，就是所说的原始误差，它是在机械零件的加工过程中产生的。分析其形成的原因可知，机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。
机械加工的表面质量，在很大程度上受到原始误差的影响。另外，机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响，测量仪器也会造成一定影响。原始误差主要包括两个方面，即调整误差和原理误差。
调整误差其产生原因是在加工过程中调整加工设备、工件、刀具而形成的。而原理误差则是由于采用了相似轮廓刀具或相似成形运动而造成的。在机械加工的过程中，应采取有效的措施降低原始误差，提升机械零件加工的表面质量，从而延长机械零件的使用寿命，进一步提高产品的性能。
三、残余应力及热塑性变形
机械零件在切削力的作用下，发生表层的塑性变形，内部金属和表层金属之间在表面出现离层的状态，导致相对的作用力产生于零件表层内部和外部间。
另外，在机械加工过程中会产生大量的切削热，内外层金属比容存在很大差异，在金属密度上也显著不同，这些都导致残余应力的出现。零件加工表面质量受到最终工序产生的残余应力的影响很大，同时还会对零件的使用性能造成一定影响。
在机械加工过程中，零件表面层在切削热的作用下，会出现较大的热压缩应力，这是零件基体和表面层之间的温度差造成的，进而导致热塑性变形，影响零件的机械加工表面质量。
以上就是金属加工中影响工件表面精度的一些主要因素，随着工业水平的不断提高，各领域对金属工件的表面精度的要求也越来越高，如何提高工艺的加工质量已经成为未来金属加工企业发展的机遇和挑战。