機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性的影響分析

姚連波

【摘 要】隨著我國機(jī)械加工行業(yè)的不斷發(fā)展成熟，人們對于零部件表面完整性的關(guān)注程度不斷提高，作為對零部件表面完整性影響最直接的因素之一，機(jī)械加工工藝的改進(jìn)完善，對于提高零部件表面的完整性有著十分重要的意義，對我國機(jī)械加工行業(yè)更快更好的發(fā)展也有一定的促進(jìn)作用。本文通過對機(jī)械零部件表面完整性的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行敘述，針對機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性影響展開了分析評(píng)價(jià)，同時(shí)提出了提高機(jī)械加工零部件表面質(zhì)量的有效措施，具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工工藝；零部件；表面完整性；影響分析

0 引言

社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制下，我國機(jī)械加工行業(yè)有了飛速的發(fā)展，人們對零部件表面完整性的評(píng)價(jià)研究也不斷增多，與發(fā)達(dá)國家相比，我國在這一領(lǐng)域起步較晚，發(fā)展也不夠成熟，需要完善的內(nèi)容還比較多。通常情況下，機(jī)械設(shè)備零部件損壞，大都是由零部件的表面開始的，機(jī)械加工工藝直接影響著零部件表面的完整性，因此筆者針對相關(guān)問題展開論述研究，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 機(jī)械零部件表面完整性相關(guān)內(nèi)容簡介

所謂機(jī)械零部件表面完整性，是指在機(jī)械加工工藝中，由于加工工藝方法等因素，而是零部件成品的表面性能或狀態(tài)并沒有受到一定的損傷，甚至還有所加強(qiáng)的結(jié)果，機(jī)械零部件表面完整，需要將零部件進(jìn)行加工處理后，使其表面保持完整不受損傷的同時(shí)，保證其物理性能能夠滿足使用需求，盡可能延長其使用壽命。

機(jī)械零部件表面完整性的判定要素，主要包括以下兩個(gè)方面：一方面，是加工表面的幾何形狀，比如表面的粗糙程度、表面缺陷等等；另一方面，是表層材料的功能，比如表層殘余應(yīng)力、表層形變等物理特性，表面銹蝕、光學(xué)性能等化學(xué)特性，還包括一些其他的特殊性能。對于不同的零部件進(jìn)行表面完整性評(píng)價(jià)，需要采取相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)相關(guān)規(guī)范來選擇評(píng)價(jià)內(nèi)容。

影響零部件表面完整性的因素主要包括以下幾個(gè)方面：首先是零部件切削加工工藝，這會(huì)對表面的粗糙程度造成直接影響，零部件切削過程中，在切削斷面上會(huì)留下與刀具幾何形狀吻合的切削痕跡，實(shí)際加工過程中需要調(diào)整切削角度，或者改變設(shè)備尺寸來降低粗糙程度；另一方面是切削速率的影響，通過實(shí)踐表明，針對塑性材料來說，相對較高的切削速率會(huì)在一定程度上提高切削斷面的整潔度，降低粗糙系數(shù)；此外材料本身的性質(zhì)也會(huì)對表面的完整性產(chǎn)生一定影響，在切割過程中，切割刀具會(huì)對切割部件產(chǎn)生一定的作用力，使其產(chǎn)生一定的形變，導(dǎo)致切屑與部件的分割難度增加，自然而然地導(dǎo)致了零部件表面完整性的降低。

2 研究機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性影響的意義

就目前形式來看，研究機(jī)械加工工藝對零部件表面的完整性有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，一方面，通過對相關(guān)問題進(jìn)行研究分析，找出引發(fā)零部件表面完整性不足的原因，進(jìn)而能夠采取針對性措施來解決問題，提高表面的完整性，使加工零部件能夠充分地發(fā)揮其作用，延長使用壽命；另一方面，從長遠(yuǎn)角度來講，能夠促進(jìn)機(jī)械加工工藝水平的不斷提高，改善當(dāng)前生產(chǎn)加工工藝，保證機(jī)械加工領(lǐng)域更為健康的發(fā)展，為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

3 機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性影響的分析評(píng)價(jià)

對機(jī)械加工工藝對零部件表面完整性的影響進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行：

3.1 機(jī)械加工工藝原材料選擇技術(shù)的影響

在選擇原材料的過程中，不僅要考慮到原料的成本因素，盡可能地減少投入，還要考慮到原料的質(zhì)量因素，保證零部件產(chǎn)品的質(zhì)量。原材料選擇技術(shù)，要求具備較高的技術(shù)含量和嚴(yán)格的程序，充分對多種適合的原材料的性質(zhì)進(jìn)行綜合對比分析，確定各種原材料的性能及在加工過程中應(yīng)注意的問題，追求效益最大化。

3.2 擬定加工工藝路線的合理性影響

在制定加工工藝路線之前，要對可供選擇的所有加工工藝有比較詳細(xì)的了解，結(jié)合實(shí)際加工情況選擇適合的工藝，同時(shí)要制定好工藝路線展開應(yīng)遵循的原則及加工處理步驟的順序，并嚴(yán)格以此為參照開展加工工藝。以被加工零部件表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，保證基準(zhǔn)的一致性及加工余量分配的合理性，避免定位誤差的出現(xiàn)。

3.3 切割刀具對零部件表面完整性的影響

切割刀具對零部件表面完整性的影響是最直接也是最重要的，切割刀具的刀刃形狀與被加工零部件的廓形有密切的關(guān)系，可以說廓形是切削刀具的刀刃在切削運(yùn)動(dòng)過程中連續(xù)位置的包絡(luò)線，有效保證零部件表面實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)的一致性。在實(shí)際切割過程中，通過適當(dāng)增加刀具的前角能夠有效解決塑性形變的問題。

3.4 切削效果對零部件表面完整性的影響

加工過程中受到種種機(jī)械設(shè)備因素的影響，在被加工的零部件表面不可避免地會(huì)留下一些細(xì)微的峰谷，也叫作表面粗糙度，只能通過改善切削工藝來盡可能地將表面粗糙度降到最低，依據(jù)零部件表面的類型要求不同，所采用的切削工藝也就不同，切削效果也就相應(yīng)地不同，需要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范來進(jìn)行。

3.5 零部件制造機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的影響

零部件表面的完整性控制是一項(xiàng)十分復(fù)雜的過程，生產(chǎn)制造機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量是其中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接決定著零件的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)收益。通過采用性能優(yōu)越的機(jī)械設(shè)備，能夠有效地減少表面粗糙的出現(xiàn)，對于飛邊、裂紋、皺折、腐蝕等問題也有著比較明顯的抑制效果，從而實(shí)現(xiàn)零部件生產(chǎn)質(zhì)量的提高。

4 提高機(jī)械加工零部件表面質(zhì)量的有效措施

要提高機(jī)械加工零部件的表面質(zhì)量，需要從以下幾個(gè)方面入手：

4.1 切削刀具選擇方面

在切削刀具的選擇方面，要注意結(jié)合零部件的尺寸，選擇半徑比較大、副偏角度比較小、刀尖呈圓弧狀的刀具，結(jié)合零部件的材料強(qiáng)度來選擇適當(dāng)?shù)牡毒撸乐鼓p過度，造成刀具壽命的縮短，降低生產(chǎn)成本，減少對表面完整性的影響。

4.2 切削技術(shù)方面

針對不同的材質(zhì)，要采用不同的切削技術(shù)，才能保證切割工藝，針對塑性較高的材料，通過采用高速切削的方式，或者適當(dāng)減少材料的進(jìn)給速度，能夠有效減少切屑和積屑瘤的產(chǎn)生，還能夠有效保障機(jī)床的穩(wěn)定性，提升工藝系統(tǒng)的剛度。

4.3 打磨加工方法方面

加工方法的選擇要注重提高加工精度，盡量減少徑向進(jìn)給量，通過采用細(xì)粒度的砂輪來對零部件表面進(jìn)行加工處理，提高完整性。在進(jìn)行打磨時(shí)要注重保證砂輪表面的平滑，可以采取在砂輪上涂抹磨削液的方式，最大限度提高打磨效果。

4.4 生產(chǎn)原材料方面

零部件生產(chǎn)的原材料選擇要結(jié)合實(shí)際加工的具體條件，嚴(yán)格控制好塑性及金相組織兩個(gè)重要參數(shù)，采取適當(dāng)?shù)拇胧┰谝欢ǔ潭壬辖档筒牧系乃苄?，在進(jìn)行加工，能夠使材料表面保持光滑平整，最大程度上保證表面完整性。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過對機(jī)械加工工藝影響零部件表面完整性的相關(guān)問題進(jìn)行分析和探討，能夠?yàn)橐院髾C(jī)械加工工藝的發(fā)展提供一定的參考和幫助，針對實(shí)際生產(chǎn)加工過程中存在的問題，找出引發(fā)問題的原因，針對性地采取有效措施來解決問題，最大限度地提高機(jī)械加工零部件表面的完整性。

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