影响化工机械表面粗糙度的因素及改善措施

影响化工机械表面粗糙度的因素及改善措施摘要：本文在分析了了影响机械表面粗糙程度的因素、机械表面粗糙程度对机械使用性能的影响的基础上，总结出许多能够改善机械表面粗糙程度的有效措施。

关键词：化工机械；表面粗糙度；改善措施；因素
abstract: based on the analysis of the mechanical effect it rough surface degree of factors, mechanical rough surface degree of mechanical performance influence foundation, summarizes many can improve mechanical surface roughness of effective measures.
keywords: chemical machinery;surface roughness; improve measures; factors
中图分类号：f407.4文献标识码：a 文章编号：
一、绪论
机械的表面粗糙度，是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。

化工机械的表面粗糙程度是影响机械产品的使用寿命和可靠性的重要因素，为了更好地提高机械的使用寿命和使用性能，对机械的表面粗糙程度进行有效控制是有效地途径。

本文在分析了了影响机械表面粗糙程度的因素、机械表面粗糙程度对机械使用性能的影响的基础上，总结出许多能够改善机械表面粗糙程度的有效措施。

二、影响机械表面粗糙程度的因素
（一）残留面积
工件的已加工表面是由刀具的主副切削刃切削后形成的两条
切削刃在已加工表面上留下的痕迹如图 1 所示
这些在已加工表面上未切去部分的截面积，称为残留面积它是影响表面粗糙度的基本因素，在实际的切削过程中，切削刃的表面粗糙度也会反映在工件已加工表面上此外，切削刃还会残留面积，实际表面粗糙度的最大值往往大于残留面积高度只有高速切削塑
性材料才较接近，为了减小残留面积。

（二）工件材料的影响
一般来说，工件材料的性质对表面粗糙度影响也大，太软太硬太韧的材料都不容易磨光这是因为材料太硬时，磨粒很快钝化，从而失去切削能力；材料太软时砂轮又容易被堵塞；而韧性太大且导热性差的材料又容易使磨粒早期崩落韧陛越大的塑陛材料加工
后表面越粗糙。

同种材料品粒越细小，切削加丁后的表面粗糙度数值就越小。

为了减小加工后的表面粗糙度，常采用热处理工艺以改善工件材料的性能，如低碳钢件切削加工前常进行正火处理，以得到均匀细密的晶粒和较高的硬度。

（三）加工条件的影响
（1）切削用量的影响。

切削速度主要是通过积屑瘤的影响来起作用的。

一般切削速度在20-60m／min的中速段最易产生积屑瘤，因此在加t时应选择较高或较低的切削速度。

进给量f决定了残留面积高度，适当地减少进给量可降低表面粗糙度值。

但当
进给量太小时，一方面会影响生产率，另一方面也会因刀具对工件已加丁表面的反复挤压而使表面粗糙度值增大。

因此适当的减少进给量可使表面粗糙度值降低。

为降低加工表面粗糙度，应根据刀具刃磨的锋利情况选取相应的切削深度值。

（2）冷却润滑液的影响。

冷却润滑液可以减小刀具和切屑之间的摩擦，改善刀具与已加工面之间的摩擦等，并且能带走切削热，降低切削温度以及减少积屑瘤的产生从而降低表面粗糙度。

三、表面粗糙度对零件使用性能的影响
（一）对配合性质的影响对于配合零件来说，无论是间隙配合、过渡配合还是过盈配合，如果表面加工得过于粗糙，零件装配后，实际接触面积减少，就会削弱接触强度对于间隙配合，由于表面粗糙度将使配合间隙在初期磨损阶段便迅速增大，从而改变应有的配合性质，很可能在机器未进入正常的工作状态前就已漏气漏油或晃动而不能正常工作所以在配合间隙要求很小很精密的情况下，不仅要保证配合表面有较高的尺寸精度形状精度，还应保证有较小的表面粗糙度对过盈配合来说，零件在装配过程中，配合表面的凸峰被挤平，使实际有效过盈减少，从而降低了配合表面的连接强度。

（二）对零件耐磨性的影响
零件的耐磨性主要与磨擦副的材料和润滑条件有关，但在这些条件一定的前提下，表面粗糙度对磨擦面的磨损影响极大，并不是表面粗糙度越细就越耐磨实验证明，存在某个最佳点，此点对应的粗糙度是零件最耐磨的粗糙度，具有这样粗糙度的零件，其初期
磨损量最小如摩擦载荷加重或润滑条件恶化时，最佳粗糙度随之逐渐变差在一定的工作条件下，如果两个接
触表面太粗糙，往往先在一些凸峰顶部接触，因此，实际接触面积远远小于理论接触面积，将使实际压强增大，粗糙不平的凸峰互相啮合挤裂和切断加剧，将产生弹性变形塑性变形及剪切等现象，磨损也就加剧表面粗糙度过细，也会导致磨损加剧，因为表面太光滑时，金属原子的吸附力加大，接触表面间的润滑油层被挤掉而形成干摩擦，使金属表面发热产生
胶合，从而损坏表面
（三）对耐腐蚀性的影响
零件在潮湿的空气中或在腐蚀介质中工作时，会发生化学腐蚀或电化学腐蚀由于表面粗糙度的凹谷处容易因腐蚀性介质存在而发生化学腐蚀，或在表面粗糙度的凸峰间容易产生电化学作用而引起电化学腐蚀表面越粗糙，腐蚀越严重，因此，减小表面粗糙度值，就可以提高零件的耐腐蚀性
（四）对零件疲劳强度的影响
在交变载荷的作用下，零件表面的微观高低不平和表面的缺陷会引起应力集中，在微观低凹点的应力易于超出疲劳极限而出现疲劳裂缝实验表明，对于承受交变载荷的零件，减少表面粗糙度值可使疲劳强度提高
四、控制机械表面粗糙程度的措施
我们主要切削用量、刀具材料、工件材料、切削液和振动等方
面对机械表面粗糙程度进行控制。

（一）控制切削用量
（1）切削速度切削速度是影响加工表面品质的一个重要因素，其对表面粗糙度的影响比较复杂以切削普通碳钢为例，一般情况下速度较低时易产生鳞刺，并开始形成积屑瘤；中速时积屑瘤高度达到最大值故在低速中速时加工表面品质较低为此，常辅以增大前角选用较小进给量提高刀具刃磨品质和使用性能良好的切削液等来提高加工表面品质当切削速度越高，切削过程中切屑和加工表面层的塑性变形的程度越小，加工后表面粗糙度值也就越小实验证明，产生积屑瘤的临界速度将随加工材料切削液及刀具状况等条件的不同而不同
（2）进给量进给量越小，表面残留面积越低，表面粗糙度越小在高速区，利用小进给量来提高加工表面品质是一个较为有效的措施；在中速区，为了抑制积屑瘤，应选取较大进给量，但还应配合选用较小的副偏角或磨出修光刃，以达到减小残留面积高度的目的；在低速区，减小进给量后，能减小或抑制积屑瘤鳞刺和冷硬等现象产生但进给量不宜过小，否则，会加剧刃口圆弧半径对加工表面的挤压，增加冷硬程度和表层残余应力，所以在生产中使用硬质合金刀具切削时，进给量 0.15 m m 。

（3）切削深度虽然对表面粗糙度基本上没有影响，但过小的切削深度将在刀尖圆弧下挤压过去，形成附加的塑性变形，增大表面粗糙度值。

（4）背吃刀量一般情况下，背吃刀量对加工表面粗糙度的影响是不明显的但当＜ 0.020 .03 m m 时，由于刀刃不可能刃磨的绝对尖锐，而具有一定的刃口半径，正常切削就不能维持，常出现挤压打滑和周期性地切入加工表面，从而使表面粗糙度值增大为降低加工表面粗糙度值，应根据刀具刃口刃磨的锋利情况，选取相应的背吃刀量。

（二）加工条件
（1）刀具材料
由于刀具材料的化学成分不同，刀具硬度及刀具刃磨后的粗糙度不同，刀具材料与被加工材料金
不同，所以加工出的工件表面粗糙度会有很大差异
(2)工件材料
同一把刀具加工不同的金属材料，表面粗糙度会有所不同，因此，要提高表面粗糙度，还应以不同的材料采取不同的措施热处理工艺是改善工件材料性能，减小其表面粗糙度值的有效措施为此对工件进行正火或回火处理后再加工，能使加工表面粗（3）切削液
切削液的冷却和润滑作用，均对减小加工表面的粗糙度值有利，其中更直接的是润滑作用，当切削润滑液中含有表面活性物质如硫氯等化合物时，润滑性能增强，能使切削区金属材料的塑性变形程度下降，从而减小了加工表面的粗糙度值
（三）施工工艺
工艺系统振动分为受迫振动和自激振动强迫振动是由外界周期性作用力引起的，例如机床主轴的径向跳动安装误差造成离心力等对于这种振动，只要找到振源，进行必要调整和修理就可以了自激振动是由于切削过程中作用力的变动而引起的，它和系统自身有关例如机床间隙过大切屑与刀具间磨擦力变化积屑瘤不稳定导致切削厚度变化等对于这类振动要从机床－刀具―工件等整个系统着手进行解决。

五、结束语
化工机械的表面粗糙程度对对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响，为了更好地提高机械的使用寿命和使用性能，对机械的表面粗糙程度进行有效控制是有效地途径。

我们主要从切削用量、刀具材料、工件材料和切削液等方面对机械表面粗糙程度进行控制。

参考文献
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