余 洋貴州建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州貴陽 551400

機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性的影響分析

余 洋
貴州建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州貴陽 551400

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)得到了極大的進(jìn)步，因此對各個領(lǐng)域中的產(chǎn)品性能，也提出了更高的要求。在機(jī)械加工領(lǐng)域當(dāng)中，一些零件需要在高速、高壓、高溫的環(huán)境下進(jìn)行加工。而如果零件表面存在缺陷，將會對零件的工作性能造成極大的影響?；诖?，本文分別介紹了機(jī)械加工工藝和零部件表面完整性，進(jìn)而分析了機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性的影響。

機(jī)械加工工藝；零部件表面完整性；影響

在機(jī)械加工領(lǐng)域當(dāng)中，對于零部件的表面質(zhì)量，有著很高的要求。在零部件的加工當(dāng)中，采用一定的機(jī)械加工工藝，使零部件成品表面不存在任何損傷，甚至有所加強(qiáng)的結(jié)果，就是零部件表面完整性。目前，在很多國家的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，零部件表面完整性都得到了廣泛的重視，在對零部件加工過程中的性能、表面狀況等進(jìn)行控制與評價的過程中，都發(fā)揮了重要的作用。

1 機(jī)械加工工藝

1.1機(jī)械加工工藝的概念

在機(jī)械加工工藝當(dāng)中，作為一門科學(xué)，經(jīng)驗是十分重要的，能夠提升這門科學(xué)的實用性。在進(jìn)行加工的過程中，機(jī)械加工工藝是一個重要依據(jù)。通過機(jī)械加工，對毛坯的性質(zhì)、尺寸、形狀等進(jìn)行改變，從而使其成為合格零件。在零部件的加工當(dāng)中，機(jī)械加工工藝是重要的步驟。在流程的基礎(chǔ)上，利用機(jī)械加工工藝，加工毛坯成為半成品或成品，最終實現(xiàn)零部件的應(yīng)用。

1.2機(jī)械加工工藝的技術(shù)

在機(jī)械加工工藝當(dāng)中，包含了柔性自動化加工、難加工材料切削加工、花鍵加工、齒輪加工、螺紋加工、特種加工、超精密加工、精密加工、磨削、拉削、鏜削、鉆削、銑削、車削、規(guī)程制定、機(jī)械加工質(zhì)量、毛坯及余量、材料及熱處理、金屬切削原理等技術(shù)與工藝數(shù)據(jù)資料［1］。在一些較為復(fù)雜的工藝過程當(dāng)中，需要利用相應(yīng)的工具、技術(shù)等進(jìn)行輔助。例如，計算機(jī)輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)，作為一種高效、實用的機(jī)選及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的信息處理，計算機(jī)化的工藝設(shè)計過程。通過對相應(yīng)技術(shù)的合理搭配與應(yīng)用，能夠?qū)α悴考馁|(zhì)量進(jìn)行更為有效的確保。

2 零部件表面完整性

2.1零部件表面完整性的概念

隨著科技的發(fā)展，零部件的運行和工作環(huán)境日益惡劣，因此對零部件的質(zhì)量提出了更高的要求［2］。而零部件的表面完整性，將會對其性能產(chǎn)生直接的影響。在零部件表面完整性當(dāng)中，要求在經(jīng)過機(jī)械加工之后，零部件應(yīng)當(dāng)滿足無損、完整的表面層，使其表面的金相組織、機(jī)械物理性能等，滿足實際的應(yīng)用需求，并且確保良好的使用壽命。

2.2零部件表面完整性的要素

就目前的機(jī)械加工工藝水平來看，都不能達(dá)到完美的效果。在密封性、表面紋理形式等方面的處理中，總是免不了存在一定的問題。所以，在機(jī)械加工當(dāng)中，表面完整性的判斷要素主要包括加工表層材料性能、加工表面幾何特征等。其中，例如光學(xué)性能、表面銹蝕性能、表層金相組織、表層殘余應(yīng)力、加工硬化、塑性變形、毛刺等加工表面缺陷、粗糙度等。對于一種零件來說，在進(jìn)行評價的時候，應(yīng)當(dāng)對特點的評價要素進(jìn)行選取［3］。

2.3零部件表面完整性的評價

在零部件表面完整性的評價當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)從力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能等方面入手。具體來說，主要包括表面紋理方向、表面波度、表面粗糙程度等表面紋理形貌；表面皺折、表面撕裂、宏觀裂紋、飛邊、加工毛刺等表面缺陷；表層化學(xué)性能、微觀裂紋、金相組織等化學(xué)特性、表面冶金學(xué)特性；方向分布、殘余應(yīng)力大小、加工硬化深度和程度等表面力學(xué)性能；以及光學(xué)性能變化、電子性能變化等其他的工程技術(shù)特性。

3 機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性的影響

3.1切削的影響

在零部件的切削當(dāng)中，單據(jù)和工件的摩擦、刀痕、振動等因素，都可能會將一些微小的峰谷留在零部件上。而這些微小峰谷的高低程度，也就是零部件表面的粗糙程度［4］。如果切削速度較快，通過對進(jìn)給量的減小，能夠有效提升零部件表面完整性。在切削當(dāng)中，根據(jù)不同的零部件應(yīng)用要求及類型，可采用磨削加工、刨削加工、銑削加工、鉆削加工、車削加工等方法，對這些切削工藝進(jìn)行合理運用，能夠提升零部件表面完整性。

3.2刀具的影響

在機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性的影響當(dāng)中，刀具的影響至關(guān)重要，其會對切削加工零部件表面的粗糙程度產(chǎn)生影響。在零部件的表面成型過程中，刀具的刃形會“復(fù)印”出零部件的廓形，在切削運動中，切削刃連續(xù)位置包括線也可形成零部件的廓形。在切削當(dāng)中對刀具的運用，會對零部件的點線面實際位置產(chǎn)生直接影響，關(guān)系到其與理想位置之間的符合程度。由此可見，刀具是機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性影響中的一個重要因素。

3.3工藝路線擬定

在零部件的加工生產(chǎn)當(dāng)中，工藝路線的擬定，是最為重要的環(huán)節(jié)之一。合理的加工工藝應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的要求，對機(jī)械加工工藝進(jìn)行選擇。對于零部件表面的熱處理、加工順序等問題，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行妥善的安排［5］。在工藝路線的擬定過程中，應(yīng)當(dāng)遵循光整加工、先面后孔、劃分加工階段、先加工基準(zhǔn)面等原則。在零部件的設(shè)計當(dāng)中，對于設(shè)計要求必須首先進(jìn)行了解，如果對材料性能有特殊的要求，或是需要進(jìn)行熱處理，應(yīng)當(dāng)在毛坯階段就采取相應(yīng)的措施，從而更好地確保零部件的表面完整性。

3.4機(jī)械設(shè)備質(zhì)量

對于零部件表面完整性來說，機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，將會對其產(chǎn)生極大的影響。在零部件表面完整性當(dāng)中，主要涉及相互位置、尺寸、幾何形狀等參數(shù)。在零部件的機(jī)械加工當(dāng)中，每一道加工工序都具有十分嚴(yán)格的要求。如果機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量良好，能夠更好地控制零部件的表面完整性，在加工過程中防止出現(xiàn)選擇性腐蝕、再沉積層、融化、積屑瘤、皺折、撕裂、麻點、晶間腐蝕、變相、塑性形變、表面撕裂微觀裂紋、宏觀裂紋、飛邊、毛刺、表面粗糙等表面缺陷［6］。

3.5原材料選擇技術(shù)

原材料選擇技術(shù)是零部件機(jī)械加工工藝當(dāng)中一個十分重要的步驟，在選擇原材料的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮效益、成本、質(zhì)量等因素。而零部件表面完整性，是零部件質(zhì)量當(dāng)中一個主要內(nèi)容。通過對一些具有代表性的原材料性質(zhì)進(jìn)行分析，對其影響零部件性能的因素進(jìn)行探討，能夠發(fā)現(xiàn)在原材料選擇當(dāng)中，需要加以注意的問題即被融，從而在最低的成本和最高的效益的前提下，實現(xiàn)零部件表面良好的完整性。

3.6表面光整加工技術(shù)

對于零部件表面完整性來說，利用表面光整加工技術(shù)，具有十分重要的影響。在確定零部件的幾何精度、尺寸精度要求的基礎(chǔ)上，利用表面光整加工技術(shù)，對零部件表面完整性進(jìn)行提升，能夠有效對加工紋理、表面形貌等進(jìn)行細(xì)化和改善［7］。利用磨具擠壓、滾壓、碰撞零部件表面，是表面變質(zhì)層厚度得到增加，進(jìn)而提升零部件耐磨性。通過光整加工對表面尖峰進(jìn)行鈍化，同時去除表面的銹蝕、銳邊、尖角、毛刺等，確保零部件表面完整性。

4 結(jié)論

在我國當(dāng)前的工業(yè)加工生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，機(jī)械加工工藝具有十分重要的意義和作用。而零部件作為機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，表面完整性將對其性能、質(zhì)量等產(chǎn)生直接的影響。而不同的機(jī)械加工工藝，會對零部件表面完整性產(chǎn)生一定的影響?；诖?，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到具體的影響因素及表現(xiàn)，從而采取有效的措施進(jìn)行應(yīng)對，確保零部件表面完整性能夠滿足要求。

［1］韓野，張志金，崔海軍.電火花加工表面完整性研究在大飛機(jī)發(fā)動機(jī)制造中的重要性［J］.航空制造技術(shù)，2012 （13）：64-67.

［2］李占明，朱有利，黃元林，等.噴丸強(qiáng)化后30CrMnSiNi2A鋼表面完整性對其抗疲勞性能的影響［J］.中國表面工程，2012（5）：85-89.

［3］陳雷，呂泉，馬艷玲，等.表面完整性對航空發(fā)動機(jī)零件疲勞壽命的影響分析［J］.航空精密制造技術(shù)，2012（5）：47-50.

［4］劉俊龍，閻秋生，路家斌，等.SrTiO_3陶瓷基片集群磁流變研磨加工表面特性研究［J］.中國機(jī)械工程，2013 （15）：2000-2004.

［5］杜東興，劉道新，孟保利，等.噴丸、噴砂與HVOF WC-17Co涂層表面完整性對TC18鈦合金疲勞性能的影響［J］.航空材料學(xué)報，2013（5）：13-21.

［6］常曉東，劉道新，崔騰飛，等.滲碳與噴丸復(fù)合處理對18Cr2Ni4WA鋼表面完整性及疲勞性能的影響［J］.機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2013（11）：1584-1590.

［7］劉明周，馬靖，張淼，等.基于機(jī)器視覺的機(jī)械產(chǎn)品裝配系統(tǒng)在線作業(yè)方法［J］.計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2015（9）：2343-2353.

TH16

A

1674-6708（2016）170-0164-01

余洋，貴州建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院。