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表面完整性对精密零件使用性能的影响

2019-08-08 07:23:45

一、对耐磨性的影响

1.表面粗糙度

表面粗糙度对零件表面磨损有很大的影响。当两个零件表面相互接触时,实际上是两个表面轮廓的峰顶接触,表面粗糙度越大,有效接触面积越小。当它们做相对运动时,凸峰部分材料将很快就被磨掉,被磨掉的金属微粒落在相配合的表面之间,从而加速磨损过程。

但表面粗糙度值过小会使表面难以储存润滑油,接触面之间分子易粘结,磨损反而增加。一般来说,存在一个角佳表面粗糙度,其值与工作载荷以及初期磨损量有关。

2.加工硬化

通常,加工表面的硬度值越高,零件耐磨性就越好。但是过度的加工硬化会使金属组织韧性降低,甚至出现疲劳裂纹和产生剥落现象,反而降低耐磨性,所以在相同硬度的条件下,金属材料的韧性越好,零件耐磨性就越好。故在表面硬度与磨损量的关系中应存在一个角佳的加工硬化程度。

二、对配合精度的影响

机械零部件的装配过程中,对于过盈配合,装配时表面凸峰会被碾平,配合面磨损加快,从而使配合间隙增大,降低了动配合的稳定性及静配合表面的结合强度。此外,毛刺的存在会直接影响零件的装配质量,严重的情况下甚至无法进行正常装配。

三、对疲劳强度的影响

1.表面粗糙度

通常,表面粗糙度越大,零件抗疲劳性能就越差。这是因为零件在在交变载荷作用下,表面粗糙度的凹谷容易形成应力集中,产生疲劳裂纹,进而使工件因裂纹而损坏。

2.表层残余应力

表层残余拉应力会引起工件表面产生疲劳裂纹,导致零件的疲劳损坏。而表层残余压应力能够降低疲劳裂纹的扩展速率并抑制裂纹的早期扩展。同时,表层残余压应力能够使工件表面角大拉应力移向内部强化层,抑制疲劳裂纹在表面产生,进而降低了工件表面承受疲劳循环载荷的拉应力水平。

3.加工硬化

适当的加工硬化可以强化表面金属,使表面金属纤维化,阻止位错线向表面沿出,抑制疲劳裂纹的扩展,因而能提高零件的疲劳强度。但过度的加工硬化f反而会产生脆性裂纹,使工件失效损坏。

四、对耐腐蚀性的影响

表面粗糙度对零件的耐腐蚀性有很大影响,表面越粗糙,零件耐腐蚀性就越差。实际加工表面是一个不平整的表面,其微观凹谷和裂纹内易积聚腐蚀性介质,而表面凸峰间易产生电化学腐蚀。

另一方面,工件表层的残余拉应力会产生表面裂纹,使零件耐腐蚀性能变差,而且表层残余拉应力会增加应力腐蚀的敏感性,加快应力腐蚀。

精密机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或者性能进行改变的过程,按被加工的工件处于的温度状态,在进行使用时可以分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化,称冷加工。

精密机械加工一般在高于或者是低于常温状态的加工,这样就会直接引起工件的化学或者是物相变化,被称为热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理,锻造,铸造和焊接。先是对材料硬度的要求,对有些场合来说,材料是硬度越高越好,只是限于加工机件的硬度要求,加工的材料不能太硬,如果比机件还硬是无法加工的。

精密机械加工的操作步骤

1.光整加工:这个加工原则大致就是一些打磨抛光的加工,它通常是在产品全部完成架构之后进行的步骤。

2.先面后孔:在进行精密机械零件的时候,对于支架这样的工件来说,它既要进行平面加工又要机械孔加工,为了加工出来的孔的精度误差小一些,先加工平面后加工孔有利于减小误差。

3.划分加工阶段:产品在精密机械零件的时候,根据不同的产品要求要进行不同程度的加工,加工程度需要进行划分,如果对精度要求不高,那么进行一个简单的粗加工阶段就行了。产品的进度要求越来越严格,后续就要进行半精加工和精加工阶段。

4.基准先行:在使用机械设备对产品进行加工的时候,要确定一个基准面,这样在后续的加工时候才能有一个定位参考,确定基准面之后,然后就要先把基准面加工出来。在精密机械零件中,会有不少的工件并不是通过一次性的生产出来的,而是当工件被生产出来的时候,它只不过是一个大致的模型。