机械加工工艺对零部件表面完整性的影响分析

姚连波

【摘 要】随着我国机械加工行业的不断发展成熟，人们对于零部件表面完整性的关注程度不断提高，作为对零部件表面完整性影响最直接的因素之一，机械加工工艺的改进完善，对于提高零部件表面的完整性有着十分重要的意义，对我国机械加工行业更快更好的发展也有一定的促进作用。本文通过对机械零部件表面完整性的相关内容进行叙述，针对机械加工工艺对零部件表面完整性影响展开了分析评价，同时提出了提高机械加工零部件表面质量的有效措施，具有一定的参考价值。

【关键词】机械加工工艺；零部件；表面完整性；影响分析

0 引言

社会主义市场经济体制下，我国机械加工行业有了飞速的发展，人们对零部件表面完整性的评价研究也不断增多，与发达国家相比，我国在这一领域起步较晚，发展也不够成熟，需要完善的内容还比较多。通常情况下，机械设备零部件损坏，大都是由零部件的表面开始的，机械加工工艺直接影响着零部件表面的完整性，因此笔者针对相关问题展开论述研究，有着十分重要的现实意义。

1 机械零部件表面完整性相关内容简介

所谓机械零部件表面完整性，是指在机械加工工艺中，由于加工工艺方法等因素，而是零部件成品的表面性能或状态并没有受到一定的损伤，甚至还有所加强的结果，机械零部件表面完整，需要将零部件进行加工处理后，使其表面保持完整不受损伤的同时，保证其物理性能能够满足使用需求，尽可能延长其使用寿命。

机械零部件表面完整性的判定要素，主要包括以下两个方面：一方面，是加工表面的几何形状，比如表面的粗糙程度、表面缺陷等等；另一方面，是表层材料的功能，比如表层残余应力、表层形变等物理特性，表面锈蚀、光学性能等化学特性，还包括一些其他的特殊性能。对于不同的零部件进行表面完整性评价，需要采取相应的评价标准，依据相关规范来选择评价内容。

影响零部件表面完整性的因素主要包括以下几个方面：首先是零部件切削加工工艺，这会对表面的粗糙程度造成直接影响，零部件切削过程中，在切削断面上会留下与刀具几何形状吻合的切削痕迹，实际加工过程中需要调整切削角度，或者改变设备尺寸来降低粗糙程度；另一方面是切削速率的影响，通过实践表明，针对塑性材料来说，相对较高的切削速率会在一定程度上提高切削断面的整洁度，降低粗糙系数；此外材料本身的性质也会对表面的完整性产生一定影响，在切割过程中，切割刀具会对切割部件产生一定的作用力，使其产生一定的形变，导致切屑与部件的分割难度增加，自然而然地导致了零部件表面完整性的降低。

2 研究机械加工工艺对零部件表面完整性影响的意义

就目前形式来看，研究机械加工工艺对零部件表面的完整性有着十分重要的现实意义，一方面，通过对相关问题进行研究分析，找出引发零部件表面完整性不足的原因，进而能够采取针对性措施来解决问题，提高表面的完整性，使加工零部件能够充分地发挥其作用，延长使用寿命；另一方面，从长远角度来讲，能够促进机械加工工艺水平的不断提高，改善当前生产加工工艺，保证机械加工领域更为健康的发展，为我国国民经济的发展提供强有力的支撑。

3 机械加工工艺对零部件表面完整性影响的分析评价

对机械加工工艺对零部件表面完整性的影响进行分析和评价，可以从以下几个方面来进行：

3.1 机械加工工艺原材料选择技术的影响

在选择原材料的过程中，不仅要考虑到原料的成本因素，尽可能地减少投入，还要考虑到原料的质量因素，保证零部件产品的质量。原材料选择技术，要求具备较高的技术含量和严格的程序，充分对多种适合的原材料的性质进行综合对比分析，确定各种原材料的性能及在加工过程中应注意的问题，追求效益最大化。

3.2 拟定加工工艺路线的合理性影响

在制定加工工艺路线之前，要对可供选择的所有加工工艺有比较详细的了解，结合实际加工情况选择适合的工艺，同时要制定好工艺路线展开应遵循的原则及加工处理步骤的顺序，并严格以此为参照开展加工工艺。以被加工零部件表面的设计基准作为精基准，保证基准的一致性及加工余量分配的合理性，避免定位误差的出现。

3.3 切割刀具对零部件表面完整性的影响

切割刀具对零部件表面完整性的影响是最直接也是最重要的，切割刀具的刀刃形状与被加工零部件的廓形有密切的关系，可以说廓形是切削刀具的刀刃在切削运动过程中连续位置的包络线，有效保证零部件表面实际参数与理论参数的一致性。在实际切割过程中，通过适当增加刀具的前角能够有效解决塑性形变的问题。

3.4 切削效果对零部件表面完整性的影响

加工过程中受到种种机械设备因素的影响，在被加工的零部件表面不可避免地会留下一些细微的峰谷，也叫作表面粗糙度，只能通过改善切削工艺来尽可能地将表面粗糙度降到最低，依据零部件表面的类型要求不同，所采用的切削工艺也就不同，切削效果也就相应地不同，需要严格按照相关技术规范来进行。

3.5 零部件制造机械设备质量的影响

零部件表面的完整性控制是一项十分复杂的过程，生产制造机械设备的质量是其中十分重要的一个环节，直接决定着零件的质量和经济收益。通过采用性能优越的机械设备，能够有效地减少表面粗糙的出现，对于飞边、裂纹、皱折、腐蚀等问题也有着比较明显的抑制效果，从而实现零部件生产质量的提高。

4 提高机械加工零部件表面质量的有效措施

要提高机械加工零部件的表面质量，需要从以下几个方面入手：

4.1 切削刀具选择方面

在切削刀具的选择方面，要注意结合零部件的尺寸，选择半径比较大、副偏角度比较小、刀尖呈圆弧状的刀具，结合零部件的材料强度来选择适当的刀具，防止磨损过度，造成刀具寿命的缩短，降低生产成本，减少对表面完整性的影响。

4.2 切削技术方面

针对不同的材质，要采用不同的切削技术，才能保证切割工艺，针对塑性较高的材料，通过采用高速切削的方式，或者适当减少材料的进给速度，能够有效减少切屑和积屑瘤的产生，还能够有效保障机床的稳定性，提升工艺系统的刚度。

4.3 打磨加工方法方面

加工方法的选择要注重提高加工精度，尽量减少径向进给量，通过采用细粒度的砂轮来对零部件表面进行加工处理，提高完整性。在进行打磨时要注重保证砂轮表面的平滑，可以采取在砂轮上涂抹磨削液的方式，最大限度提高打磨效果。

4.4 生产原材料方面

零部件生产的原材料选择要结合实际加工的具体条件，严格控制好塑性及金相组织两个重要参数，采取适当的措施在一定程度上降低材料的塑性，在进行加工，能够使材料表面保持光滑平整，最大程度上保证表面完整性。

5 结束语

综上所述，通过对机械加工工艺影响零部件表面完整性的相关问题进行分析和探讨，能够为以后机械加工工艺的发展提供一定的参考和帮助，针对实际生产加工过程中存在的问题，找出引发问题的原因，针对性地采取有效措施来解决问题，最大限度地提高机械加工零部件表面的完整性。

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