1、表麵粗糙度(dù)要求
定(dìng)義與重要性:
精密(mì)機械零件表(biǎo)麵(miàn)粗糙度是(shì)指加工表麵具有的較小間距和微小峰穀不平(píng)度。對於精(jīng)密機(jī)械零件,較低的表麵粗糙(cāo)度至關重要。例如,在高精度的軸承生產中,滾動體和內(nèi)外(wài)圈的表麵粗糙度要求很高。表麵粗(cū)糙度值(Ra)可能要求(qiú)在 0.1 - 0.8μm 之間(jiān),這是因為較低的粗糙度可以(yǐ)減少摩擦係(xì)數,使(shǐ)軸承在高速運轉時減少磨損,提高旋轉精度,降低振動和噪聲。

不同應用場景的要(yào)求差異:在航(háng)空(kōng)航天領域(yù),如飛機發動(dòng)機的葉片表麵,由於其工作在高溫、高速、高負荷的環境下,對表麵粗糙度的要求(qiú)更為嚴格。葉片表麵粗糙度可(kě)能要求達到 Ra 0.05 - 0.2μm,以確保空氣動力學性能(néng)良好,減少氣流阻力,提高發動機的效率。而在一些普通機械的不(bú)重要部位,表麵粗糙度要求相對較低,Ra 值可能在 1.6 - 3.2μm 左右。
測量方法與(yǔ)工具:常用的表麵粗糙度測量方法有比較法、光切法(fǎ)、針觸法和幹涉法。比較法是(shì)將被測表麵與標準粗糙度樣(yàng)板進行視(shì)覺或觸覺比較,這種(zhǒng)方法(fǎ)簡單但精度較低。光切法利用光切原理,通過(guò)顯微鏡來測量表麵粗糙(cāo)度,適用於測量車削、磨削等加工表麵。針觸法是使用觸針式輪廓儀,通過(guò)觸針在被測表麵(miàn)移動來測量粗糙度,精度較高,是最常用的方法(fǎ)之一(yī)。幹涉法基(jī)於光波幹涉原理,用幹涉顯微鏡(jìng)進行測量,主要用(yòng)於(yú)測量(liàng)超精密加工表麵。
2、表麵波紋度要求
與(yǔ)粗糙度的區別和聯係:精密機械零件表麵波紋度是介於宏觀形狀誤差和表麵粗糙度之間的(de)一種表麵幾何形狀(zhuàng)誤差。它主要是由加(jiā)工過程中的振動、機床的周(zhōu)期(qī)性誤差等因素引起的。與粗糙度相比,波紋度的波長較長、波高較(jiào)大。例如,在精密磨削(xuē)的軸類零件表麵,表麵(miàn)波紋度會影(yǐng)響零件的尺寸精度和形狀精度,同時(shí)也會對(duì)零件(jiàn)的疲勞強度產生影響。
對零件性能的影響:在精密機械傳動中,如高(gāo)精度的絲(sī)杠傳動,表麵波紋度會導致傳動精度下降(jiàng)。如果絲杠(gàng)表麵波紋度不符合要求,在傳動過程中會產生周期性的誤差,影響工作台的定位精度。對於承受交變載荷的精密零件,表麵波(bō)紋度可能會成為疲勞裂紋的起始點,降低零件(jiàn)的疲勞壽命。一般來(lái)說,精密機械零件的表麵(miàn)波紋度要求控製在微米級,具(jù)體(tǐ)數值根據零件的使用要求和加工工藝而定。
檢測手段與控製措(cuò)施:檢測表麵波紋度通常使用波紋度測量儀,它可以通過光學或觸針式原理來測量表麵的波紋度參數。在加(jiā)工過程中,為(wéi)了控製表麵波(bō)紋度,需要優化機床的動(dòng)態性能,減少振動源。例如,采用高精度(dù)的靜壓軸(zhóu)承、增加機床的剛性、對刀具進行動態平衡等(děng)措(cuò)施都可以有效減少(shǎo)表麵波(bō)紋度。
3、表麵完整(zhěng)性要求
微觀組織變化要求:精(jīng)密(mì)機械零件表麵的微觀組織在加工後應保持良好的(de)狀態(tài)。例如,在一些經過熱處理和表麵(miàn)強化處理的零件中,如滲碳淬火後的齒(chǐ)輪,其表麵的硬度(dù)、金相組織等(děng)需要符合設計要求。表麵的硬(yìng)化層深度、硬度梯度都有嚴格的規定(dìng),以確保(bǎo)零件在承受載荷時,表麵能夠提供足夠的耐磨性和抗疲勞(láo)性,同時內部保持良好的韌性。
殘(cán)餘應力控製要求:加工過程中產生(shēng)的殘餘(yú)應力會對精(jīng)密(mì)機(jī)械零件的尺寸穩定性和疲勞壽命產生重大影響。在精密銑削或磨(mó)削加(jiā)工後,零件表麵可能會產生拉應力或壓應力。對於一些高精度的(de)航(háng)空零件,要求殘餘應力盡可能小或者是壓應力狀態。例如,通過適當的加工工藝,如采用低應力磨削、噴丸處理等,可以(yǐ)在零件(jiàn)表麵(miàn)形成有益的壓應力,提高零(líng)件的抗疲(pí)勞性能,同時控製零件的尺寸變化,確保零件在長期使用過程中的精度。
表麵層物(wù)理化學性質(zhì)要求:精密機械零件(jiàn)的表麵層物理化學性質也很重要。例如,對於一些在腐(fǔ)蝕性環境下工作的零件,表麵應具有良好的耐(nài)腐蝕性。可以通過化學鍍、電鍍等表麵處理方法(fǎ),在零件表(biǎo)麵(miàn)形成一層耐(nài)腐蝕的保護膜。同時,零件表麵的親疏水(shuǐ)性、導電性等物理化學性質也可能根據零件的具體應用(yòng)場景而有不同的要求。