機械加工工藝對零部件表面完整性的影響分析

姚連波

【摘 要】隨著我國機械加工行業的不斷發展成熟，人們對于零部件表面完整性的關注程度不斷提高，作為對零部件表面完整性影響最直接的因素之一，機械加工工藝的改進完善，對于提高零部件表面的完整性有著十分重要的意義，對我國機械加工行業更快更好的發展也有一定的促進作用。本文通過對機械零部件表面完整性的相關內容進行敘述，針對機械加工工藝對零部件表面完整性影響展開了分析評價，同時提出了提高機械加工零部件表面質量的有效措施，具有一定的參考價值。

【關鍵詞】機械加工工藝；零部件；表面完整性；影響分析

0 引言

社會主義市場經濟體制下，我國機械加工行業有了飛速的發展，人們對零部件表面完整性的評價研究也不斷增多，與發達國家相比，我國在這一領域起步較晚，發展也不夠成熟，需要完善的內容還比較多。通常情況下，機械設備零部件損壞，大都是由零部件的表面開始的，機械加工工藝直接影響著零部件表面的完整性，因此筆者針對相關問題展開論述研究，有著十分重要的現實意義。

1 機械零部件表面完整性相關內容簡介

所謂機械零部件表面完整性，是指在機械加工工藝中，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并沒有受到一定的損傷，甚至還有所加強的結果，機械零部件表面完整，需要將零部件進行加工處理后，使其表面保持完整不受損傷的同時，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。

機械零部件表面完整性的判定要素，主要包括以下兩個方面：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，比如表層殘余應力、表層形變等物理特性，表面銹蝕、光學性能等化學特性，還包括一些其他的特殊性能。對于不同的零部件進行表面完整性評價，需要采取相應的評價標準，依據相關規范來選擇評價內容。

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

2 研究機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，研究機械加工工藝對零部件表面的完整性有著十分重要的現實意義，一方面，通過對相關問題進行研究分析，找出引發零部件表面完整性不足的原因，進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揮其作用，延長使用壽命；另一方面，從長遠角度來講，能夠促進機械加工工藝水平的不斷提高，改善當前生產加工工藝，保證機械加工領域更為健康的發展，為我國國民經濟的發展提供強有力的支撐。

3 機械加工工藝對零部件表面完整性影響的分析評價

對機械加工工藝對零部件表面完整性的影響進行分析和評價，可以從以下幾個方面來進行：

3.1 機械加工工藝原材料選擇技術的影響

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量因素，保證零部件產品的質量。原材料選擇技術，要求具備較高的技術含量和嚴格的程序，充分對多種適合的原材料的性質進行綜合對比分析，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的了解，結合實際加工情況選擇適合的工藝，同時要制定好工藝路線展開應遵循的原則及加工處理步驟的順序，并嚴格以此為參照開展加工工藝。以被加工零部件表面的設計基準作為精基準，保證基準的一致性及加工余量分配的合理性，避免定位誤差的出現。

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系，可以說廓形是切削刀具的刀刃在切削運動過程中連續位置的包絡線，有效保證零部件表面實際參數與理論參數的一致性。在實際切割過程中，通過適當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械設備因素的影響，在被加工的零部件表面不可避免地會留下一些細微的峰谷，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，切削效果也就相應地不同，需要嚴格按照相關技術規范來進行。

3.5 零部件制造機械設備質量的影響

零部件表面的完整性控制是一項十分復雜的過程，生產制造機械設備的質量是其中十分重要的一個環節，直接決定著零件的質量和經濟收益。通過采用性能優越的機械設備，能夠有效地減少表面粗糙的出現，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，從而實現零部件生產質量的提高。

4 提高機械加工零部件表面質量的有效措施

要提高機械加工零部件的表面質量，需要從以下幾個方面入手：

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，結合零部件的材料強度來選擇適當的刀具，防止磨損過度，造成刀具壽命的縮短，降低生產成本，減少對表面完整性的影響。

4.2 切削技術方面

針對不同的材質，要采用不同的切削技術，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，或者適當減少材料的進給速度，能夠有效減少切屑和積屑瘤的產生，還能夠有效保障機床的穩定性，提升工藝系統的剛度。

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，盡量減少徑向進給量，通過采用細粒度的砂輪來對零部件表面進行加工處理，提高完整性。在進行打磨時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 生產原材料方面

零部件生產的原材料選擇要結合實際加工的具體條件，嚴格控制好塑性及金相組織兩個重要參數，采取適當的措施在一定程度上降低材料的塑性，在進行加工，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 結束語

綜上所述，通過對機械加工工藝影響零部件表面完整性的相關問題進行分析和探討，能夠為以后機械加工工藝的發展提供一定的參考和幫助，針對實際生產加工過程中存在的問題，找出引發問題的原因，針對性地采取有效措施來解決問題，最大限度地提高機械加工零部件表面的完整性。

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