表面加工质量浅析
浅析机械加工表面质量的影响因素
凹谷 ， 摩擦阻力大 ， 会产生弹性变形 、 塑性变形和剪切破坏 ， 引起严重磨损 ； 表面粗糙度值过小 ， 润滑油被
挤出， 由于分 子问亲 和力 加强 ， 会产 生表 面冷焊 、 合 ， 胶 使磨 损加剧 ． 因而只有 选取合 适 的表面 粗糙度 ， 才 能有 效地 减少零 件 的摩擦 与磨 损． １１３ 表 面粗糙 度对 耐腐蚀 性 的影 响 ．． Ｉ １４ 表 面粗糙 度对 疲劳 强度 的影响 ．． １１５ 表 面粗糙 度对 接触 刚度 的影 响 ．． ＩＩ６ 表 面粗糙 度对 结合 密封性 的影 响 ．．
收稿 日期 ：０ ０ １ － ０ ２ １ － ２ １ 作者简介 ： 楚淑玲 （９ ９ ） 女 ， １６ 一 ， 河南巩县 人， 技师学院高级讲 师 鞍Ｉ １ １
零 件在 介 质 中工作 时 ， 面粗 糙 的 凹谷 ， 易沉 积 腐蚀 性 介 表 容 在交 变 载荷 的作用 下 ， 件表 面越 粗 糙 ， 零 应力 集 中现象 越严 零 件表 面 越粗 糙 ， 面 间的 实际 接触 面积 就越 小 ， 位 面积 表 单 由于微 观不 平 的存 在 ， 使两 个 表 面局 部 接触 ， 成 中 间缝 形
使用性能的影响 ， 分析 了机械加工过程 中影响表 面质 量的 因素 ， 阐述 了提 高表 面质量的有效措施． 并
简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题
简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题随着机械加工技术的不断发展，对于零件表面质量的要求也越来越高。
机械加工表面质量对零件使用性能的影响是一个重要的问题，它涉及到零件的使用寿命、功能性能、安全性等方面。
在实际生产中，很多零件的失效都与表面质量有关，研究和分析机械加工表面质量对零件使用性能的影响具有重要的理论意义和实际应用价值。
1. 表面质量对零件的疲劳寿命影响表面质量对零件的疲劳寿命有着重要的影响。
在疲劳载荷作用下，零件表面存在各种缺陷如裂纹、起皮、氧化层等，这些缺陷会极大地降低零件的疲劳寿命。
若表面光洁度不高、存在微小裂纹或疲劳疵点，将导致零件在使用过程中易发生疲劳断裂。
提高机械加工表面质量，减小表面缺陷对零件的疲劳寿命具有重要意义。
机械加工表面质量好的零件具有较高的耐磨性能。
优质的表面处理可形成均匀的耐磨层，提高零件的耐磨性能，延长零件的使用寿命。
相反，表面质量差的零件在使用过程中容易磨损，严重时会导致零件失效。
表面质量的好坏直接影响着零件的耐磨性能。
对于需要进行连接的零件来说，表面质量也是至关重要的。
表面质量的好坏直接影响着零件的连接性能。
好的表面质量可以有效地提高零件的连接强度和连接密封性，降低零件连接处的磨损和腐蚀，保障连接件的安全性和可靠性。
二、提高机械加工表面质量的方法1. 选择合适的机械加工方法在机械加工过程中，选择合适的机械加工方法对于提高零件表面质量非常重要。
对于需求表面精度较高的零件，可以选择精密加工，如磨削、抛光等方法；对于需要提高零件表面硬度和耐磨性的零件，可以选择火花加工、喷丸等方法。
合理选择机械加工方法可以有效地提高零件表面质量。
2. 优化刀具和加工工艺合理选择和使用刀具对于提高机械加工表面质量至关重要。
选择合适的刀具材料和刀具几何形状，采用适当的切削参数和切削工艺，可以有效降低切削热量、降低切削应力、减小表面粗糙度，从而提高零件的表面质量。
3. 加强表面处理和技术控制在机械加工过程中，需要加强表面处理和技术控制。
机械加工表面质量的影响因素
浅谈机械加工表面质量的影响因素摘要：机械产品的使用性能和使用寿命与组成产品的零件加工质量密切相关，零件的加工质量是保证产品质量的基础。
衡量零件加工质量好坏的主要指标有：加工精度和表面粗糙度。
本文主要对机械加工表面质量的影响因素进行浅析，从而来提高机械加工表面质量。
关键词：机械加工；表面质量；影响因素工艺系统的振动对工件表面质量的影响在机械加工过程中，有时工艺系统会发生振动，即在刀具的切削刃与正在切削的工件表面之间除了名义上的切削运动之外，还会出现一种周期性的相对运动。
振动系统的各种成形运动的干扰和破坏，使被加工表面外观与振纹，增加表面粗糙度，加工表面质量的恶化。
刀具几何参数和材料对加工表面质量的影响切削刀具几何参数，边角，角，主要刀尖半径对表面粗糙度的影响最大。
在某些情况下，减少了边角，角，角半径可以减小表面粗糙度。
在相同的条件下，硬质合金刀具加工表面粗糙度值低于高速钢刀具，金刚石，立方氮化硼刀具优于硬质合金，但由於钻石、铁族材料的亲和力，它不用于处理铁基材料。
此外，耙，刀具，切割边缘本身粗糙度将直接影响加工表面粗糙度，因此，要提高刀具刃磨质量，使刀具和刀片，切割边缘粗糙度值比工件表面粗糙度值低1～2级。
切削液对加工表面质量的影响切削液的冷却和润滑，可减少切削过程界面摩擦，降低切削温度，切削层表面金属塑性变形程度下降，并抑制积屑瘤和规模生产。
在生产中，合理选择切削液对不同材料可以大大降低工件的表面粗糙度。
工件材料对加工表面质量的影响塑料材料，工具，金属挤压产生塑性变形，切削力与工件和芯片分离的撕裂作用，使表面粗糙度值增加。
工件材料的韧性，金属的塑性变形大，加工表面粗糙。
脆性材料，芯片被打破，由于粒状，断屑和左许多坑加工表面和表面粗糙。
对同一材料，较粗粒结构，更大的加工表面粗糙度。
因此，为了降低加工表面粗糙度，往往在切割的材料之前，淬火和回火或正火处理获得均匀，细晶结构，硬度高。
切削条件对工件表面质量的影响与切削条件有关的工艺因素，包括切削用量、冷却润滑情况、进给速度、切削深度等。
浅谈机械加工零件表面的质量控制措施
浅谈机械加工零件表面的质量控制措施机械加工零件表面质量对于产品的性能和外观有着重要影响，因此对于机械加工零件表面质量的控制尤为重要。
本文将从机械加工零件表面的质量要求、表面质量的评价和控制措施三个方面进行论述。
一、机械加工零件表面的质量要求机械加工零件表面的质量要求包括光洁度、平整度、粗糙度和表面缺陷等方面。
1. 光洁度要求：光洁度是指零件表面的平滑程度，光洁度的要求取决于零件所处的工作环境以及外观要求。
对于机械零件的表面，要求表面光滑、无明显的划痕和凹凸不平，以保证零件配合的精度和摩擦的稳定性。
2. 平整度要求：平整度是指零件表面的平坦程度，主要包括平面度、轮廓度等指标。
平整度的要求取决于零件的安装和工作要求，例如对于密封面零件，要求平面度较高，以确保密封性能。
3. 粗糙度要求：粗糙度是指零件表面的粗糙程度，常用Ra值来表示。
粗糙度的要求取决于零件的工作环境和功能要求，例如对于滑动副零件，要求表面粗糙度较低，以减小摩擦阻力和磨损。
4. 表面缺陷要求：表面缺陷包括划痕、毛刺、气孔、裂纹等。
表面缺陷的要求取决于零件的功能和外观要求，例如对于高精度的零件，要求表面无明显的划痕和缺陷，以保证零件的性能和外观质量。
二、表面质量的评价机械加工零件表面质量的评价可以通过目视检查、手感检查、测量检查等方法进行。
1. 目视检查：通过肉眼观察零件表面的光洁度、平整度和表面缺陷等方面的质量。
目视检查主要适用于外观质量要求较高的零件。
2. 手感检查：通过手触零件表面来判断光洁度、平整度和表面缺陷等方面的质量。
手感检查主要适用于外观质量要求较低但性能要求较高的零件。
3. 测量检查：通过使用测量仪器对零件表面的光洁度、平整度、粗糙度等指标进行测量，以得到数值化的表面质量数据。
测量检查主要适用于对表面质量有精确要求的零件。
三、控制措施为了保证机械加工零件表面质量的控制，可以采取以下措施。
1. 加工前准备措施：在进行加工前，要对机床、刀具等进行检查和维护，保证加工设备的正常运行。
浅析影响机械加工表面质量的因素及措施
・
应 力对零件 的耐腐蚀性也有较 大的影响 。残余压应 力使零件 表 面紧密 ， 腐蚀性 物质进入 ， 增强零件 耐腐蚀性 ； 阻碍 可 而残余拉
机器 由机 械零 件装 配而成 ，机器 的失效是个别零件 的失效 造成 的， 其根本原 因是零件丧失 了应具备 的使用性能 。而研究与 生产实践表 明 ， 零件 的失效 大都从 表面开始 ， 零件表 面质 量的高
应力则可降低耐腐蚀性 。因此 ， 减小零件表 面粗糙度 ， 使表面具 有适当的残余 应力和加工硬化 ， 均可提 高抗腐蚀性能 。
零件磨损一般可分 为 ３ 阶段 ， 个 初期 磨损阶段 、 正常磨损 阶
段和剧烈磨损阶段 。 表面粗糙度对零件表面磨损的影 响很大。 一般
说表面粗糙度值愈小 ， 其磨损性愈好。但表面粗糙度值太小 ， 润滑
油不易储存 Βιβλιοθήκη 接触面之间容易发生分子粘接 ， 磨损反 而增加。 因此 ，
接触面 的粗糙度有一个最佳值 ， 其值与零件的工作情况有关 ， 工作 载荷加大时 ， 初期磨损量增大 ， 面粗糙度最佳值也加大 。 表
力集 中而产 生疲劳裂纹 ， 造成零件的疲劳破坏 。实验表 明 ， 对于 承受 交变 载荷 的零件 ， 小其容 易产生应力 集 中部位 （ 减 如圆角 、 沟槽处 ） 的表面粗糙度 ， 以明显提高零件的疲劳强度。另外 ， 可 当 表 面层残余 应力为拉应力时 ， 在拉力作用下 ， 会使表 面的裂纹扩 大而降低疲 劳强 度 ； 而残余压应力则 可以延缓疲劳裂 纹扩展 ， 提
当零件在有腐蚀性介质 的环境 下工作时 ，腐蚀 性介质容 易
简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题
简析机械加工表面质量对零件使用性能的影响问题
机械加工表面质量对零件的使用性能有很大的影响，它直接影响到零件的摩擦、磨损、耐蚀性和疲劳寿命等方面。
以下是对机械加工表面质量影响因素的简析：
1. 摩擦和磨损：机械加工表面的粗糙度会直接影响零件与其他物体之间的摩擦及磨
损情况。
如果表面太光滑，摩擦系数往往会较高，在摩擦过程中容易产生滑脱现象；而如
果表面太粗糙，摩擦系数虽然较低，但易引起磨损严重。
要根据实际情况选择合适的加工
表面质量，以达到最佳的摩擦和磨损阻力。
2. 耐蚀性：机械加工表面质量对零件的耐蚀性也有很大影响。
粗糙表面易于积存氧
化物和磨料，从而加速零件的腐蚀过程；而光滑表面往往能更好地抵御外部环境的侵蚀。
所以，在需要耐蚀性较高的零件上，要尽可能采用较为光滑的加工表面质量。
3. 疲劳寿命：机械加工表面质量还会对零件的疲劳寿命产生影响。
粗糙表面容易形
成微小的裂纹和应力集中点，从而加速零件的疲劳破坏；而光滑表面则能减少应力集中，
延长零件的使用寿命。
在需要较高疲劳寿命的零件上，应该优先考虑提高加工表面的光滑度。
机械加工的表面质量对零件的使用性能有着显著的影响。
为了提高零件的使用寿命和
工作效率，需要根据具体应用需求选择合适的加工表面质量，并通过合理的加工工艺和设备，确保零件的表面质量达到要求。
浅析机械加工表面质量问题与对策
要，产品与产品之间的微观表面会大大的降低零部件之间的配合质 量， 对产品的使用寿命 ， 自身 陆能都会产生较大的影响。 ２ 产 品表面 质量 问题原 因 ２ ． Ｉ 切削加工。切削加＿ 丁是机械产品生产环节的重要加工手段 ， 顾名
装后的切削角度调整问题 ， 都要严格把关 ， 争取最大限度的在此环节 不影响产品表面＿ 丁艺。 ３ ． ２ 工件材料方面。工件材料 陛质中， 对加工表面粗糙度影响较大的 是材料的塑性和金相组织。 对于塑性大的低碳钢 、 低合金钢材料， 预先 进行正火处理以降低塑陛， 切削加工后能得到较小的粗糙度。工件材 料应 有适 宜 的金 相组 织 （ 包括 状 态 、 晶粒 度大小 及分 布 ） 。
聃枝论 坛
民营 科技２ 工表 面质量 问题 与对策
王 志 友
（ 中 国第 一 重 型股 份 公 司 大型 装 备 制 造 分 厂 ， 黑 龙 江 齐 齐哈 尔 １ ６ １ ０ ４ ２ ）
摘 要： 机械 加工产品的表面质量决定 了产品 自身的使 用价值 ， 对 于产品表面质量的研究与控制不可忽视 ， 这篇 文章主要 介绍 了 机械 生产加 工环 节中保障产品表面质量 的问题 ， 以及如何解 决相应 问题的手段 。 关键词 ： 零件生产 ； 表面质量 ； 问题 ； 手段
３ － ３ 切削条件方面。以较高的切削速度切削塑性材料可抑制积屑瘤 出现， 减小进给量 ， 采用高效切削液 ， 增强Ｔ艺系统刚度 ， 提高机床的 动态稳定性， 都可获得好的表面质量。 ３ － ４ 加工方法方面。主要是采用精密 、 超精密和光整加工。选用较小 工 韧性 较差 的金 属时 ，特别 注意 的是加 工过 程 中产 生 的金属 细屑 ， 这 的径向进给量， 选用较大的砂轮速度和较小的轴向进给速度 ， 工件速 度应该低些 ， 采用细粒度砂轮； 精细修整砂轮工作表面 ， 使砂轮上磨粒 些东西如果存留在金属表面， 自然地也会增加产品的粗糙度。 ２ ． ２ 表 面层 冷作 硬化 。机 械 加工 过程 中 因切削 力作 用产 生 的塑性 变 锋利， 也可达到较好的磨削效果。选择适宜的磨削液能获得低粗糙度 形， 都会使表面层金属的硬度和强度提高 ， 这种现象称为冷作硬化。 经 表 面 。 过不 断 的实践 研究 ， 如下几 个方 面是冷 作硬 化重 要原 因 。切 割工 具 的 ３ ５ 减 少加 Ｔ 表面 层变 形 强 化 和残 余应 力 也 能提 高 加 Ｔ表 面质 量 。 半径 过 大 ， 导致 金属 表面受 力过 强 ， 非 弹性形 变产 生 ， 金 属表 面硬 度 变 合理选择刀具的几何形状 ， 采用较大的前角和后角 ， 并在刃磨时尽量 强。 当 具磨损程度加大时 ， 工具与金属表面急剧摩擦， 也可以导致冷 减小其切削刃刃口半径 ； 使用刀具时， 应合理限制其后刀面的磨损宽 硬增强。 切割时速度过大 ， 产生的热量在金属表面作用时间较短， 也会 度 ； 合理选择切削用量， 采用较高的切削速度和较小的进给量； 加工时 不 同程 度上增 强冷 硬程 度 。 采用有效的切削液等 ， 可减少加Ｔ表面层变形强化。 ２ ． ３ 表 面层材料金 相组 织变化 。在 进行 金属切 削时 ， 金属 表面 温度会 当零件表面存在残余应力时 ， 其疲劳强度会明显下降， 特别是对 急剧升高， 当温度超过规定数值的时候， 金属表面的金相组织就会随 之产生一些不必要的改变。其 中磨削烧伤最为常见， 主要可以分为回 火、 淬火以及退火烧伤三种 。这种烧伤指的是在切割 、 打磨金属时 ， 由 于表面温度过高， 是金属外层 的金属强度和金属硬度变低 ， 同时在金 属表面出现一些肉眼看不见的细纹。其中回火烧伤是说 ， 在淬火过程 中， 磨削部分的温度并没有高出金相组织变相温度 ， 可是却高于了马 有应力集中或在有腐蚀 洼介质中ｌ Ｔ作的零件 ， 影响更为突出。 为此， 应 尽可能在机械加工中减小或避免产生残余应力。 ・ 但是， 影响残余应力 产生的因素较为复杂。总的说来 ， 凡能减小塑性变形和降低切削温度 的因素都能使已加工表面的残余应力减小。 此外 ， 生产中常采用滚压 、 挤（ 胀） 孑 Ｌ 、 喷丸强化 、 金刚石压光等冷
浅谈机械加工零件表面的质量控制措施
浅谈机械加工零件表面的质量控制措施随着工业化和现代化的发展，机械加工已经成为制造业中不可或缺的一个环节。
在机械加工过程中，控制零件表面的质量至关重要，因为表面的质量直接影响到零件的整体质量和性能。
因此，如何控制机械加工零件表面的质量是机械加工过程中的一个重要问题。
1.选用适当的材料在机械加工过程中，选择适当的材料是至关重要的。
材料的质量直接影响到加工后的零件表面质量。
因此，在选择材料时，需要考虑其材料性能、化学成分和物理特性等方面的要求，以确保所选材料符合生产工艺的要求，能够满足零件表面质量的控制要求。
2.精确的加工准备在进行机械加工之前，需要做好充分的准备工作。
可以通过检查刀具的磨损情况、调整加工工艺参数和检查机床的工作状态等措施来确保机械加工的准确性和稳定性。
只有这样，才能够控制零件表面的质量。
3.合理的切削参数在机械加工过程中，切削参数是决定零件表面质量的重要因素之一。
包括切削速度、进给量和切削深度等参数，需要根据加工零件的材料和形状来合理调整。
只有选择合适的切削参数，才能够使切削过程更加稳定和均匀，并保证零件表面的质量。
4.切削液的选择和控制切削液作为机械加工过程中的关键因素之一，能够使切削过程变得更加平稳和稳定。
此外，切削液还能够降低加工过程中的摩擦、热量和压力等问题，从而保证零件表面的质量。
因此，在机械加工过程中，需要选择适当的切削液，并在加工过程中对其进行控制。
5.使用优质的检测设备在机械加工过程中，使用优质的检测设备也是确保零件表面质量的关键因素之一。
这些设备包括化学分析仪、光学显微镜和表面粗度仪等。
这些设备可以对零件表面的质量进行精细的评估和分析，并进一步确定加工过程中可能存在的问题，以便及时采取措施解决它们。
总之，机械加工零件表面的质量控制是一个需要综合考虑多个因素的过程，包括材料的选择、加工准备、切削参数的合理调整、切削液的选择和控制以及优质的检测设备等措施。
只有在以上因素得到全面考虑的情况下，才能够对机械加工零件表面的质量进行有效控制。
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振动抑制对加工的改善
解决过程：
1）测试Y轴的静态频率响应曲线，如图7。
图7 Y轴的静态频率响应波形 从上图来看，是机械特性不好或者装配不良常出现的波形。 使用滤波器参数无法解决，需要进行机械修调。
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▪ 冷却 ▪ 刀具偏摆
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常见二维加工刀纹类型汇总 单一切削圈纹 渐变型圈纹 均匀性圈纹
A 表面铣削
非均匀性圈纹
C 倒角
拐角多面体
B 侧面铣削
内部拐角铣削 过切 单一竖纹 连续性竖纹
非连续性单一刀纹
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拐角多面体
通过修改NC程序，使得线段分割长度变短且一致。 （假如线段分割长度过短则进给速度不能跟上系统发出的命令的 速度。 假如进给速度为F1500，那么线段分割长度必须要大于 0.1mm(AI轮廓控制)。
模具加工刀纹调试案例
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模具加工刀纹调试案例
从工件问题点出发，发现沿模块四周边缘均为平面，但是在X 方向存在刀痕，反而Y方向不存在刀痕，根据走到路径和方向 分析，X向平面加工时，Z轴正方向移动；相反Y方向平面加工， Z轴负方向移动，因此怀疑与Z轴反向间隙有关。 为了验证上述假设，现场生成平面加工程序，建立平面加工程 序，发现单独铣削平面，没有上述模具中刀痕现场出现，可以 基本确定与Z轴有关。 调整Z轴背隙，改变反向间隙值，反向略有改善，最终降低Z轴 反向间隙，问题得到解决。
振动抑制对加工的改善
2）厂家进行机械的调整。 3）再次进行频率响应测定，使用滤波器来抑制共振（波形如图 8），低沉共振声消除。加工效果改善，表面效果好，问题解 决。
修调后再进行调整的波形
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Part 2 问题分析思路
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了解现场加工 条件和工艺过 程
机械装配 是否达标
否
表面加工质量问题浅析
——小型加工中心
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目录 Contents
常见加工表面质量问题汇总 问题分析思路 案例分析
Part 1 Part 2 Part 3
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过切
使用SERVO GUIDE测量位置反馈量和在拐角处加工表面的超调 （过冲量）。
降低拐角进给速度差(No.1783).
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单一竖线
多数出现在直线和圆弧相接位置 通过调整增益来减少刀具轨迹误差. - 提高速度增益（No.2021）
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均匀型圈纹
加工表面 直尺测量
加工方向 进给速度 2000mm/min
间距 0.741mm（20mm中有27个圈纹）
→ 45 Hz （= 2000/60/0.741） 关闭电柜风扇，去除接近圈纹频率振源，对比前 后加工效果 调整前 调整后
• 复杂型面程序在建模或者后处
理时处理不当，与系统处理不
匹配，导致表面加工质量不佳。
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单一切削圈纹
请参照如下方式调整AI轮廓控制参数来减小过冲. （假如方法1不能充分解决问题，请尝试方法2,3,4。） 1、减小转角速度差（No.1783）。 2. 增加插补前铃型加/减速时间常数(No.1772). 3. 减小插补前加/减速的加速度(No.1660). 4. 增加插补后加/减速的时间常数(No.1769).
重新装配，确 保达到出厂装 配精度
是
判断问题与伺 服调整相关
判断问题与振 动或外围有关
进行伺服优 化，参数调整
排查振源，刀 具，冷却等外 围因素
进行试加 工
不合格
合格
完 成
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Part 3 案例分析
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工艺参数多加工的影响
两刃立铣刀 F2000 S4000 FZ=0.25mm/齿
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两刃立铣刀 F1500 S5000 FZ=0.15mm/齿
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振动抑制对加工的改善
案例二：有低沉的共振声，加工效果不好
浅析：
图6 表面相当粗糙
机床运行时Y轴有低沉共振声，加工表面纹路粗糙，效果不 好。这个是二维的平面加工，从机床的运行情况和加工效果 来看，有震动。
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电柜风扇频率：42HZ 油冷机频率：98HZ
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非均匀型圈纹
调整AICC先关参数，均无明显改善 观察发现地脚太高，安装不平稳
降低地脚后，加工效果明显改善。
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渐变型圈纹
切削刀痕出现在刀具移动方向转换时，刀痕会 随着移动距离逐渐减弱，可以判断振动发生在 拐角处
请参照如下方式调整AI轮廓控制参数来减小（超调）过冲.
1. 增加插补前铃型加/减速时间常数(No.1772). 2. 减小基于拐角的速度差(No.1783).
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Part 1 常见加工表面质量问题汇总
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NC编程 ▪ 后处理方式 ▪ 线段公差大小
CNC
▪ CNC控制调整
切削刀具 ▪ 刀具材料 ▪ 刀具偏摆 床身条件
伺
服
▪ 伺服控制调整 加工参数 ▪ 转速进给 ▪ 切削深度
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内部拐角铣削
通过AI 轮廓控制参数计算内部拐角铣削余量值，并且与SERVO GUIDE波形测量值进行对比。
减小插补后加减速时间常熟（NO.1769），内部拐角铣削刀痕得到改善
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常见问题产生原因汇总
机械振动
换向过切
程序后处理
拉丝现象
• 由于加工过程中，产生主轴振 动、工作台运行不平稳、刀具 偏摆或者外围振源等导致表面 纹路不佳。
• 进给轴在进给方向变换的时刻， 插补电机响应不一致或者机械 跟随性差，导致换向点加工质 量不佳。