金属加工表面质量的影响因素及改进措施论文

SCI论文（www.lunwensci.com）：

　　摘要：随着社会的不断发展，金属加工行业对于加工标准的要求也是越来越高，而金属在加工过程中可能会因为各种因素的影响而使得自身的表面质量无法达到应有的标准，严重影响到了金属相关行业未来的发展，只有根据其相关的影响因素采取对应的改进措施，才能够更好的保证金属加工表面的质量。因此本文将通过金属加工表面质量对零件使用性能的影响、金属加工表面质量的影响因素以及改进措施等几个方面对其进行具体的研究分析，希望能够为金属加工表面质量的提升贡献自己的一份力量。

　　关键词：金属加工表面质量；影响因素；改进措施

　　金属加工表面质量指的是金属在经过机械加工以后被加工面的微观不平度，也可以叫做粗糙度。不管使用任何加工方法对金属进行加工，都会在其表面产生细微的凹凸不平的刀痕，这个是不可避免的，不管多么成熟的金属加工技术都无法使得金属加工表面一点痕迹都没有，通过放大镜等方式仍然能够观察到金属加工表面的粗糙度。金属加工表面的整体质量能够直接关系到所制造产品的物理、化学以及力学等各个方面的性能，直接决定了产品的可靠性和使用寿命等，因此可以得知控制金属加工表面质量的影响因素也是一件较为重要的事情。

　　在金属实际加工过程中，不同产品对于金属加工表面质量的要求也是不同的，越精密的产品对于金属加工表面质量的要求越高，针对这种情况也应当根据实际需求来选择不同的金属加工工具、采取不同的金属加工方式，根据影响金属加工表面质量的实际因素，采取对应的改进措施来达到加强金属加工表面质量的目的。可以说金属加工表面质量是保证其功能作用发挥以及使用时间长短的根本所在，只有不断的对各种影响因素进行改进，才能够更好的推动金属相关行业的发展。

　　1　金属加工表面质量对零件使用性能的影响

　　1.1对耐磨性的影响

　　金属加工表面质量较高的话对于产品的耐磨性也有着一定的加强作用。这主要是因为使用金属加工成型的零件等产品在投入应用的过程中能够与其它配件产生一定的摩擦力，金属加工表面质量粗糙程度越高，零件在使用过程中的耐磨性也将越好，不仅能够使得自身的功能作用发挥的更加明显，还能够尽可能的延长自身的使用寿命。不过如若金属加工表面质量较差的话那么将会使得零件无法在使用过程中将润滑油保存住，从而也就会使得零件在不断的应用过程中对自身造成的磨损影响越来越严重，最终使得零件使用寿命被大幅度缩减。

　　除了金属加工表面的粗糙程度会对零件的耐磨性造成影响以外，金属加工表面的冷作硬化也有着能够提升零件的耐磨性。金属在进行机械加工过程中，其表面会由于加工的影响发生塑性变化，不管是金属表层的强度还是硬度，在一定程度上都会被有所加强，从而也就会使得其生成的零件等产品更具耐磨性，但同样的是如若金属加工表面的冷作硬化过于严重的话，反而可能会起到相反的作用，使得其在应用过程中发生裂缝、脱落等现象，严重影响到零件的耐磨性。

　　1.2对疲劳强度的影响

　　金属加工表面质量还会对疲劳强度造成较大的影响，这主要是因为当金属在加工过程中受到交变载荷作用后便有很大的可能性会对自身造成一定的疲劳破坏。金属受到交变载荷的作用形成应力集中的现象，而后在经过金属加工表面还没有散尽的拉应力的作用，其疲劳裂缝将会在这种情况下越来越严重，金属所能够起到的抗疲劳作用也是越来越小；而除了拉应力以外，金属加工表面还会遗留下压应力，压应力在一定程度上则能够起到提高金属抗疲劳破坏的作用，使得金属能够最大程度上保证自身的整体质量。

　　1.3对耐蚀性的影响

　　金属加工表面质量如若较差的话，会使得金属表面的凹谷中不断的聚集各种具有腐蚀性质的物质，而且这些物质还不能够被有效的，这样久而久之的话则会使得零件自身的耐蚀性越来越差，最终造成金属零件被不断腐蚀、使用寿命被大幅度缩短的后果。而如若金属加工表面质量较好的话，则能够保证其凹谷内不会一直残留较多的腐蚀性物质，其在应用过程中由于金属加工表面的平整性能够很好的和其它配件进行密切的交融，中间即使存在腐蚀性物质也会被挤压出去，从而以此便能够达到保证金属耐蚀性不被降低的目的。
 

　　1.4对配合质量的影响

　　使用金属加工成型的不同零件在进行相互配合的过程中对于零件金属加工表面质量也是较为看重的，如若相互配合的零件之间的金属加工表面质量都比较好的话，那么在运行过程中对自身以及对方造成的损伤也是特别小的，不会对双方功能作用的发挥造成任何的影响。而如若双方之间存在零件金属加工表面质量较差问题的话，那么将会使得零件之间的相互配合受到限制，不仅无法保证配合质量，还会对零件都造成较大程度的损伤，从根本上不利于其正常的工作运行。

　　2　金属加工表面质量的影响因素

　　2.1影响金属加工表面粗糙度的因素

　　影响金属加工表面粗糙度的因素有很多，其中影响程度最大的便是金属材料自身的性质，其次便是金属加工方式以及工具的选择。在进行金属加工时，只有将这些因素全部都顾及到，才能够尽可能使金属加工表面质量得到保证。

　　(1)金属材料性质。不同种类的金属材料在使用同一加工方式进行加工之后的表面质量也是存在着较大差别的，这是因为在对金属材料进行加工的时候，切削刀具会对金属形成挤压，使得金属发生塑性变形，而后再通过刀具的撕扯力来将金属进行加工。如若金属材料韧性比较好的话，那么塑性变形程度相对来说也要小一些，在进行加工之后金属加工表面粗糙程度也会要高一些，只有先根据实际需求寻找到最为合适的金属材料，才能够在通过其它的改进方式降低金属加工表面粗糙度。

　　(2)金属加工方式。加工方式的控制也是影响金属加工表面粗糙度的重要因素之一，不管是切削速度、切削深度或者是工件速度等都会对金属加工表面粗糙度造成严重的影响。切削速度越快，金属塑性变形的程度就会越小，从而其表面粗糙度也将会更低一些；而切削深度越深、工件速度越快的话，则会使得金属的塑性变形程度被增大，以至于金属表面粗糙度也被增大。工作人员在进行金属加工过程中需要随时根据金属的实际加工情况来对加工方式涉及的各个方面数据进行调整，这样才能够最大程度上保证金属加工表面质量的良好性。

　　(3)金属加工工具。在对金属进行加工的时候也需要对切削刀具进行选择，根据不同的切削需求来选择不同材质制成的刀具。例如在对金属进行中、低速切削的时候，便可以选择碳钢、合金钢等材料制成的刀具，而对金属进行高速切削的时候便需要选择高速钢材料制成的刀具，不同材质的刀具自身具备的性能也是不同的，只有选择到最为合适的加工工具，才能够最大程度上降低金属加工表面粗糙度。除了金属加工工具的选择以外，工作人员还可以根据实际需求来合理选择润滑液，这样的话便能更减少刀刃和金属之间的摩擦，从而在保证切削质量的同时还可以对刀具以及金属材料进行一定的保护。

　　2.2影响金属加工表面物理机械性能的因素

　　金属在进行切削加工过程中，会因为受到刀具各方面力的作用而使得自身表面的物理机械性能出现一定程度的变化，这些变化大致能够分为金属表面的硬度变化以及内部相关其它作用力的产生，只有将能够对金属加工表面物理机械性能造成影响的各方面因素进行严格把控，才能够更好的推动金属在应用过程中功能作用的发挥。

　　(1)金属加工方法的影响。对金属进行加工过程中如若加工方法使用存在错误的话也会使得金属加工表面的机械性能发生变化。金属在加工过程中会在刀具的作用下形成拉应力，而加工方法不正确的话，便会使得金属表面的拉应力过大，最终使得金属表面出现裂缝等现象，甚至还有可能因为拉应力的存在使得金属制造成的零件等产品直接被损坏。选择正确的金属加工方法便能够最大程度上保证金属的抗疲劳作用不会被降低，从而能够达到避免金属加工表面物理机械性能发生大幅度变化的目的。

　　(2)冷作硬化。冷作硬化是金属在加工之后会发生的必然现象，只不过根据加工情况的不同以及其它因素的影响，金属冷作硬化的程度也有所不同。金属加工时，受切割力的作用发生塑性变形，金属中晶粒在刀具切割作用下出现位移，晶粒纤维化或者变形，改变金属表面层的硬度，出现冷作硬化情况，导致表面层的强度增加，进而降低金属塑性，物理性质发生改变，金属切割时，刀具的摩擦会产生表面升温情况，减少冷作硬化强度，其中刀具的磨损情况、半径和工作速度等都是金属表面层出现冷作硬化的原因。如若金属冷作硬化程度较高的话将会严重影响到其正常的应用，影响金属表面冷作硬化的因素也是多种多样的，只有根据实际情况对不同的相关因素进行调整，才能够使得金属呈现最佳的加工状态。刀具后刀面磨损较大的话便会使得其与金属之间的摩擦增大，最终导致金属表面冷作硬化增强；切削速度增大的话也能够造成这种现象的发生，这主要是因为切削热在金属表面上的作用实践的缩短。总之根据金属加工的需求采取最佳的加工方式，便可以尽可能的降低金属表面冷作硬化程度。

　　2.3金属表面层残余应力

　　金属加工时表面层内部发生可塑性变化，提升金属内容，切削过程中产生大量的热量，不同的金属由于密度的差异性，受到摩擦力的影响，产生残余应力，导致金属表面出现质量问题，针对此，加工过程中要根据金属表层面积的具体情况选择适合的加工工序。

　　2.4加工工艺不适合

　　金属加工过程中主要运用切削工艺，使用刀具等，金属切割过程中在表面留下痕迹，形状为刀具的雏形。金属的加工材料不同，表面层出现的粗糙度有差异性，对金属塑性材料加工过程，刀具使用不恰当，金属塑性变形明显，并且刀具在切割过程中，由于摩擦，产生撕裂，表面粗糙程度加大。如果金属韧性较强，塑性变形越大，粗糙程度加大。若金属脆性较强，切割时产生切屑，金属表面产生崩痕，加强粗糙程度。

　　3　金属加工表面质量改进措施探析

　　3.1完善工艺流程

　　在进行金属加工过程中，工作人员需要根据金属加工情况对其加工过程中存在的问题进行记录等，而后在通过对加工工艺流程的不断改进来加强金属加工表面质量。再进行同一种类金属加工时，只有采取绝对精准的工艺流程才能更保证加工出符合客户要求的标准，而且完善的工艺流程也能够防止金属加工过程中出现失误的现象发生，最大程度上能够提升金属加工的效率和整体质量，有利于推动金属加工行业更加快速的发展。
 

　　只有保证了金属加工工艺流程的完整性，才能够更好的确保在任何金属加工环节内都不会出现金属加工表面质量被影响的现象，不管是工艺流程中加工方式方法的选择与转换，还是其它相关工作的一些处理等都能够直接关系到金属加工过后的整体质量。工作人员在进行每一种金属加工的时候都需要对加工工序进行足够的了解，而后按照工艺流程规定按部就班进行加工，避免出现自身因素导致金属加工表面质量受到影响的现象发生，从而以此来达到加强金属加工表面质量的目的，完善的工艺流程在一定程度上也可以快速推动金属加工相关行业的有效发展。

　　3.2科学设施切削参数和最终工序流程

　　切削参数是绝对金属加工表面质量的根本所在，只有在不断的试验过程中对每一种金属的切削参数都进行细致的研究分析，寻找出最为合适的切割参数才能够从根本上保证金属加工表面质量。切削速度、刀具的角度以及切削深度等切削参数对金属加工表面质量都有着较为重要的影响，工作人员在每次进行金属加工的时候都需要根据客户的需求以及金属材料的选择等因素科学设置最为合适的切削参数，这样的话便能够在保证金属加工表面质量的同时提升其加工效率，充分对金属加工表面进行保护，减少金属加工不合格的现象发生，以此来达到推动金属在应用过程中起到更加重要的作用的目的。

　　例如在进行金属加工的时候，可以在刚开始的时候可以不注意切削参数的具体情况，直接根据金属加工需求进行大面积的切割，将其大体情况先切割出来，而后再根据金属加工的具体要求来对切削刀具进行调换，并设置角度、速度等相关参数，对金属进行细节上的加工。金属加工过程中对于切削参数的要求也是有所变化的，需要根据实际情况来及时对切削参数进行具体的调整，这样才能够最大程度上保证金属加工表面质量的良好性，才能够为金属加工企业争取更多的盈利。

　　3.3选择合适的刀具和材料

　　金属材料和加工刀具的选择也是及其重要的，工作人员首先需要根据客户的需求来选择最为合适的金属材料，这样的话便能够保证金属材料自身不会对其加工表面质量产生较大的影响；其次便需要根据金属材料的各个方面属性来选择对应的切削刀具和加工工艺，在加工过程中也要根据金属的实时状况来对切削工具进行调整，这样才能给够最大程度上降低切削刀具对金属加工表面质量造成的影响。

　　在金属加工过程中所涉及到的刀具也是多种多样的，金属加工的不同阶段对于加工刀具的要求也是有所不同的，只有不断更换最为合适的刀具才能够保证金属加工的整体过程不会受到刀具的影响。除此以外，在金属加工过程中，为了减少刀具对金属加工表面的影响，还需要经常对造成金属表面质量问题的刀具进行角度修改，这样才能够保证最大程度上降低刀具对金属加工表面质量产生的影响。

　　3.4优化加工工艺，降低误差

　　金属加工相关行业在使用传统加工工艺进行金属加工的时候，还应当根据实际的加工情况来对加工工艺进行不断的改进，通过不断研发出更加先进的加工技术来使得金属的加工表面质量受到的影响因素被不断减少。只有这样才能够保证金属在加工的时候能够尽可能的保证自身加工表面质量不会被影响，切削的误差也在可控范围之内，从而使得客户的需求能够被不断的满足，以此来达到推动金属加工相关行业更加快速发展的目的。

　　在未来的不断发展过程中，金属加工相关行业应当继续根据不同金属加工的特性对自身的加工工艺进行优化，这样不仅能够在保证金属加工质量的同时提升其加工效率，还能够在一定程度上降低工作人员的工作压力。在工艺不断优化的过程中，也能够研发出更多的金属用途，对于扩大金属的用途也有着较为重要的作用；可以说只有技术的不断进步，才能够实现金属加工表面质量的不断提升，从而也能够以此来推动金属加工行业更加快速的发展。

　　3.5减少金属表面残余应力和热变形的影响

　　金属加工表面质量发生变化最主要的原因便是其在加工过程中产生的残余应力和热变形现象造成的，因此在不断的进行金属加工的过程中，也要根据设备的特点和性能，采取高科技手段来加强金属表面的整体性能，加强金属材料的性质，以此来达到防止金属属性在加工过程中被转化现象出现的目的。还可以通过对切削液的加入方式和顺序进行创新，以此来达到充分发挥出切削液功能作用的目的，最大程度上防止金属残余热力造成金属加工表面发生裂缝。只有通过各种各样的方法尽可能的减少金属加工以后表面参与的应力以及热变形造成的影响，才能够更好的保证金属加工表面的质量，才能够更好的推动金属加工产品的应用，从而以此来达到推动金属加工相关行业快速发展的目的。

　　4　结语

　　总而言之，金属加工表面质量的影响因素有很多，这些因素如若不能够进行很好把控的话，将会直接使得金属加工表面质量达不到应有的标准，从而也就会大幅度增加金属的加工成本支出，对于金属加工相关行业的发展极其不利。采用科学设施切削参数和最终工序流程和优化加工工艺等措施，提升加工过程中金属表面层的质量问题，达到加工目标，提升产品的质量，促进相关企业经济效益的提升。针对影响金属加工表面质量的各个方面因素，研究相应的改进措施，以最为合适的加工工艺和加工工具等来对金属进行加工，最大程度上保证金属加工表面质量的可靠性，以此来达到推动金属在应用中完全发挥出自身功能作用的目的，不断的通过改进工艺来推动金属相关行业的快速发展。