機(ji)(ji)械設備零件的損壞，很大程度總是從零件表面(mian)開始(shi)的，研(yan)究機(ji)(ji)械加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)表面(mian)質(zhi)量，其(qi)目的就是為了掌握機(ji)(ji)械加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)中各(ge)個工(gong)(gong)藝對加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)表面(mian)質(zhi)量影響的規(gui)律(lv)，以便利用(yong)(yong)這些規(gui)律(lv)來控(kong)制加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)過程，最終達到(dao)改善(shan)產品質(zhi)量，增(zeng)強(qiang)產品使(shi)用(yong)(yong)性能的目的。
機器零件的(de)(de)加工質量(liang)不僅指加工精度，還包(bao)括加工表而(er)(er)(er)質量(liang)，它是零件加工后表而(er)(er)(er)層(ceng)狀態(tai)完整性(xing)(xing)的(de)(de)表征(zheng)。機械加工后的(de)(de)表而(er)(er)(er)，總存在一定的(de)(de)微觀幾何(he)外形的(de)(de)偏差，表而(er)(er)(er)層(ceng)的(de)(de)物理力學性(xing)(xing)能也發生變化(hua)。因此，機械加工表而(er)(er)(er)質量(liang)包(bao)括加工表而(er)(er)(er)的(de)(de)幾何(he)特征(zheng)和表而(er)(er)(er)層(ceng)物理力學性(xing)(xing)能兩個方而(er)(er)(er)的(de)(de)內(nei)容(rong)。
機(ji)(ji)(ji)械(xie)加工后零(ling)件(jian)(jian)表(biao)(biao)層的(de)(de)微(wei)觀(guan)幾何結構(gou)及(ji)表(biao)(biao)層金屬材料性質(zhi)發生變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)情況(kuang)。經機(ji)(ji)(ji)械(xie)加工后的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)表(biao)(biao)而并非理想的(de)(de)光滑表(biao)(biao)而，它存在著(zhu)不同程度的(de)(de)粗糙波(bo)紋、冷(leng)硬、裂紋等表(biao)(biao)而缺陷。固(gu)然只(zhi)有極薄的(de)(de)一層，但對(dui)機(ji)(ji)(ji)器零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)使用(yong)性能有著(zhu)極大的(de)(de)影響;零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)磨損、腐蝕和疲憊破壞(huai)都(dou)是(shi)(shi)從(cong)零(ling)件(jian)(jian)表(biao)(biao)而開始(shi)的(de)(de)，特別是(shi)(shi)現代化(hua)(hua)產(chan)業生產(chan)使機(ji)(ji)(ji)器正朝(chao)著(zhu)精密化(hua)(hua)、高速(su)化(hua)(hua)、多功能方向發展，工作在高溫、高壓(ya)、高速(su)、高應力條件(jian)(jian)下的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)零(ling)件(jian)(jian)，表(biao)(biao)而層的(de)(de)任(ren)何缺陷都(dou)會加速(su)零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)失(shi)效。因此(ci)，必須(xu)重視機(ji)(ji)(ji)械(xie)加工表(biao)(biao)而質(zhi)量。
(一)表面質量對耐磨性的(de)影響(xiang);
零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)耐(nai)磨(mo)(mo)性與材料、潤(run)(run)滑條件(jian)(jian)(jian)和零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)表(biao)(biao)而(er)(er)質量(liang)等因(yin)素(su)有(you)關特別(bie)是(shi)在(zai)前兩個(ge)條件(jian)(jian)(jian)己確定的(de)(de)前提下，零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)表(biao)(biao)而(er)(er)質量(liang)就起(qi)著決定性的(de)(de)作(zuo)用。當兩個(ge)零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)表(biao)(biao)而(er)(er)接觸(chu)時，其表(biao)(biao)而(er)(er)凸峰頂(ding)部先接觸(chu)，因(yin)此實際(ji)接觸(chu)而(er)(er)積(ji)(ji)遠小(xiao)于理論上的(de)(de)接觸(chu)而(er)(er)積(ji)(ji).表(biao)(biao)而(er)(er)愈粗糙，實際(ji)接觸(chu)而(er)(er)積(ji)(ji)就愈小(xiao)，凸峰處單(dan)位而(er)(er)積(ji)(ji)壓力(li)就會大，表(biao)(biao)而(er)(er)磨(mo)(mo)損就愈容易。即使(shi)在(zai)有(you)潤(run)(run)滑油(you)的(de)(de)條件(jian)(jian)(jian)下，也(ye)會因(yin)接觸(chu)處壓強超過油(you)膜張力(li)的(de)(de)臨(lin)界值破壞(huai)了油(you)膜的(de)(de)形成而(er)(er)加劇表(biao)(biao)而(er)(er)的(de)(de)磨(mo)(mo)損。由以上分析可知(zhi)，表(biao)(biao)而(er)(er)粗糙度對零件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)而(er)(er)的(de)(de)磨(mo)(mo)損影響很大。一般說來，表(biao)(biao)而(er)(er)粗糙度值越(yue)(yue)小(xiao)，其耐(nai)磨(mo)(mo)性越(yue)(yue)好，但并不(bu)是(shi)表(biao)(biao)而(er)(er)粗糙度數值越(yue)(yue)小(xiao)越(yue)(yue)耐(nai)磨(mo)(mo)。
(二)表面質量對零件疲勞(lao)強度的影響
零件(jian)(jian)(jian)在交變載(zai)荷的(de)作用下，其表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)微觀不平的(de)凹谷(gu)處(chu)(chu)和表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)的(de)缺陷處(chu)(chu)容(rong)易引(yin)起應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集中而(er)(er)(er)(er)產(chan)生(sheng)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)，造成零件(jian)(jian)(jian)的(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)破壞(huai)。試驗表(biao)(biao)(biao)(biao)明，減小零件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)糙度(du)(du)值可(ke)以使(shi)零件(jian)(jian)(jian)的(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)有(you)所提高。因此，對(dui)(dui)(dui)于一些(xie)承受(shou)交變載(zai)荷的(de)重(zhong)要零件(jian)(jian)(jian)如曲軸(zhou)，其曲拐與軸(zhou)頸交接處(chu)(chu)精加(jia)(jia)工(gong)后常進行光整加(jia)(jia)工(gong)，以減小零件(jian)(jian)(jian)的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)糙度(du)(du)值提高其疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)。加(jia)(jia)工(gong)硬化對(dui)(dui)(dui)零件(jian)(jian)(jian)的(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)影(ying)響也很大(da)。表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)的(de)適度(du)(du)硬化可(ke)以在零件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)形(xing)成一個硬化層(ceng)(ceng)，它能阻礙表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)出現，從而(er)(er)(er)(er)使(shi)零件(jian)(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)提高。但零件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)硬化程度(du)(du)過(guo)大(da)，反(fan)而(er)(er)(er)(er)易于產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)，故(gu)零件(jian)(jian)(jian)的(de)硬化程度(du)(du)與硬化深度(du)(du)也應(ying)(ying)(ying)(ying)控制(zhi)在一定的(de)范圍(wei)之內。表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)的(de)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)對(dui)(dui)(dui)零件(jian)(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)也有(you)很大(da)影(ying)響，當(dang)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)為殘余(yu)壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)時，能延緩疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)擴展，提高零件(jian)(jian)(jian)的(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du);當(dang)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)層(ceng)(ceng)為殘余(yu)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)時，容(rong)易使(shi)零件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)而(er)(er)(er)(er)產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)而(er)(er)(er)(er)降低(di)其疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)。
(一)切削加工對表面粗糙度的影響
切削(xue)加工(gong)在(zai)加工(gong)表而(er)留(liu)(liu)下了切削(xue)層殘留(liu)(liu)而(er)積，其形狀是(shi)刀具(ju)(ju)幾何形狀的(de)(de)(de)復映。減(jian)小(xiao)進給量(liang)，主偏(pian)角，副偏(pian)角以及增(zeng)大(da)刀尖圓弧半徑，均(jun)可減(jian)小(xiao)殘留(liu)(liu)而(er)積的(de)(de)(de)高度。此外，適(shi)當增(zeng)大(da)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)前(qian)角以減(jian)小(xiao)切削(xue)時的(de)(de)(de)塑性(xing)變(bian)形程度，合理選(xuan)擇潤滑液(ye)和提(ti)高刀具(ju)(ju)刃磨質量(liang)以減(jian)小(xiao)切削(xue)時的(de)(de)(de)塑性(xing)變(bian)形和抑(yi)制刀瘤(liu)，鱗刺的(de)(de)(de)生成、也是(shi)減(jian)小(xiao)表而(er)粗糙度值的(de)(de)(de)有效措施(shi)。
(二(er))切削用量的影響
實驗證明，切(qie)(qie)(qie)削速(su)度(du)(du)(du)(du)愈(yu)(yu)高，切(qie)(qie)(qie)削過程中切(qie)(qie)(qie)屑(xie)和加工表(biao)而(er)(er)(er)(er)的(de)(de)塑(su)性(xing)變形(xing)程度(du)(du)(du)(du)就愈(yu)(yu)輕，從而(er)(er)(er)(er)表(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)(cu)糙度(du)(du)(du)(du)就愈(yu)(yu)低(di)。另外，積屑(xie)瘤(liu)是在(zai)較低(di)的(de)(de)速(su)度(du)(du)(du)(du)下(xia)產生的(de)(de)，積屑(xie)瘤(liu)的(de)(de)有(you)或無，對表(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)(cu)糙度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)影(ying)響較大，在(zai)切(qie)(qie)(qie)削用量(liang)(liang)的(de)(de)二個要素當中，進給(gei)量(liang)(liang)和切(qie)(qie)(qie)削速(su)度(du)(du)(du)(du)對表(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)(cu)糙度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)影(ying)響比較敏感，進給(gei)量(liang)(liang)大，切(qie)(qie)(qie)屑(xie)變形(xing)也大，切(qie)(qie)(qie)屑(xie)與刀具前刀而(er)(er)(er)(er)的(de)(de)摩擦以及(ji)后刀而(er)(er)(er)(er)與己加工表(biao)而(er)(er)(er)(er)的(de)(de)摩擦加劇，從而(er)(er)(er)(er)增大工件表(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)(cu)糙度(du)(du)(du)(du)值(zhi)。因此減小(xiao)(xiao)進給(gei)量(liang)(liang)有(you)利于減小(xiao)(xiao)表(biao)而(er)(er)(er)(er)粗(cu)(cu)糙度(du)(du)(du)(du)值(zhi)。
(一)表面層的冷作硬(ying)化
切(qie)(qie)(qie)削(xue)刃(ren)鈍(dun)圓半徑的增(zeng)大(da)(da)(da)，對表層(ceng)金屬的擠壓作(zuo)用(yong)增(zeng)強(qiang)，塑(su)(su)(su)性變形(xing)(xing)加(jia)劇(ju)(ju)，導(dao)(dao)致冷硬增(zeng)強(qiang)，刀(dao)具(ju)(ju)后(hou)刀(dao)刃(ren)磨損增(zeng)大(da)(da)(da)，后(hou)刀(dao)刃(ren)與被加(jia)工表而的摩擦加(jia)劇(ju)(ju)，塑(su)(su)(su)性變形(xing)(xing)增(zeng)大(da)(da)(da)，導(dao)(dao)致冷硬增(zeng)強(qiang)。切(qie)(qie)(qie)削(xue)刃(ren)鈍(dun)圓半徑對加(jia)工硬化的影(ying)響切(qie)(qie)(qie)削(xue)速度(du)增(zeng)大(da)(da)(da)，刀(dao)具(ju)(ju)與工件(jian)的作(zuo)用(yong)時(shi)間縮(suo)短(duan)，使(shi)塑(su)(su)(su)性變形(xing)(xing)擴(kuo)展深度(du)減小，冷硬層(ceng)深度(du)變小。切(qie)(qie)(qie)削(xue)速度(du)增(zeng)大(da)(da)(da)后(hou)，切(qie)(qie)(qie)削(xue)熱(re)在工件(jian)表而上的作(zuo)用(yong)時(shi)間也縮(suo)短(duan)了(le)將使(shi)冷硬程(cheng)度(du)增(zeng)加(jia)。進給量增(zeng)加(jia)，切(qie)(qie)(qie)削(xue)力也增(zeng)大(da)(da)(da)，表層(ceng)金屬的塑(su)(su)(su)性變形(xing)(xing)加(jia)劇(ju)(ju)，冷硬作(zuo)用(yong)加(jia)強(qiang)工件(jian)材料的塑(su)(su)(su)性愈(yu)大(da)(da)(da)，冷硬現象就愈(yu)嚴重。
(二)表面層材料金相(xiang)組織變化(hua)
當(dang)切削(xue)(xue)熱(re)(re)使(shi)被(bei)(bei)加工(gong)(gong)表(biao)(biao)而的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)超過相變溫(wen)(wen)度(du)(du)后，表(biao)(biao)層金(jin)(jin)屬的(de)金(jin)(jin)相組織(zhi)將會發生(sheng)變化(hua)(hua)。當(dang)被(bei)(bei)磨(mo)(mo)工(gong)(gong)件(jian)表(biao)(biao)而層溫(wen)(wen)度(du)(du)達到相變溫(wen)(wen)度(du)(du)以上時表(biao)(biao)層金(jin)(jin)屬發生(sheng)金(jin)(jin)相組織(zhi)的(de)變化(hua)(hua)，使(shi)表(biao)(biao)層金(jin)(jin)屬強度(du)(du)和(he)硬度(du)(du)降(jiang)低，并伴有(you)殘余(yu)應(ying)力產(chan)生(sheng)，甚至出現微觀裂紋(wen)，這種現象稱為磨(mo)(mo)削(xue)(xue)燒(shao)(shao)傷(shang)。磨(mo)(mo)削(xue)(xue)熱(re)(re)是(shi)造成磨(mo)(mo)削(xue)(xue)燒(shao)(shao)傷(shang)的(de)根源，故要改善磨(mo)(mo)削(xue)(xue)燒(shao)(shao)傷(shang)：一(yi)是(shi)正(zheng)確(que)選擇砂輪，合理理選擇切削(xue)(xue)用量，盡可能地減(jian)少磨(mo)(mo)削(xue)(xue)熱(re)(re)的(de)產(chan)生(sheng);二是(shi)改善冷卻(que)條(tiao)件(jian)，盡量使(shi)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)(re)量少傳入工(gong)(gong)件(jian)。
由(you)(you)于機械(xie)加工(gong)表而(er)對(dui)(dui)機器零(ling)件的(de)使用(yong)性(xing)(xing)能如耐磨性(xing)(xing)、接(jie)觸剛(gang)度、疲勞(lao)強度、配合性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)、抗腐蝕性(xing)(xing)能及(ji)精度的(de)穩定性(xing)(xing)等有(you)很大的(de)影(ying)響，因此對(dui)(dui)機器零(ling)件的(de)重要表而(er)應提出一定的(de)表而(er)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)要求(qiu)。由(you)(you)于影(ying)響表而(er)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)因素是(shi)多方而(er)的(de)，因此應該(gai)綜合考慮各方而(er)的(de)因素，對(dui)(dui)表而(er)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)根據需要提出比較經濟(ji)適用(yong)性(xing)(xing)的(de)要求(qiu)。