1、表麵粗糙度要求
定義與重要性:
精密機械零件表麵粗糙度是指加工表麵具有的較小間距和微小峰穀不平度。對於精密機(jī)械零件,較低的表麵粗糙度(dù)至(zhì)關重要。例如,在(zài)高精(jīng)度的軸承生(shēng)產中,滾動體和內外圈的表麵(miàn)粗糙度要求(qiú)很高。表麵粗糙度值(Ra)可能要求在 0.1 - 0.8μm 之間,這(zhè)是(shì)因為較低的粗糙度可以減少摩擦係數,使軸承(chéng)在高速運轉時減少磨損,提高旋轉精度(dù),降低振動和噪聲。

不同應用場景的要求差異:在(zài)航空(kōng)航天領域,如飛機發動機的葉片(piàn)表(biǎo)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更為嚴格。葉片(piàn)表麵粗糙度(dù)可能要求達到 Ra 0.05 - 0.2μm,以確保空氣(qì)動力學性(xìng)能良好,減少氣流阻力,提高發動機的效率。而在一些普通機械的(de)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(liàng)方法與工具:常用的表麵(miàn)粗糙度測量方法有比較法、光切法、針觸法和幹涉法。比較法是將被測表麵與標準粗糙度樣板進行視覺或觸覺比較,這種方法簡單但精度較低。光切法利用光切原理,通過顯微鏡來測量表麵粗糙度,適用於測量車削、磨削等加工表麵。針觸法是使用(yòng)觸針式輪廓儀,通(tōng)過觸針(zhēn)在被測表麵移動來測量粗糙度,精度較高,是最常用的方法之一。幹涉法基於光(guāng)波幹涉原理,用幹涉(shè)顯微鏡進(jìn)行測量,主要用於(yú)測量超(chāo)精密加工(gōng)表麵。
2、表麵波紋度要(yào)求
與粗糙度的區別和聯係:精密(mì)機械零件表麵波(bō)紋度(dù)是介於宏觀形狀誤差和表麵粗糙度之間的一種表麵幾何形狀誤(wù)差。它(tā)主要是由加工過程中的振(zhèn)動、機床的周期性誤差等(děng)因素引起的。與粗糙度相比,波紋度的波(bō)長較長、波高較(jiào)大。例如(rú),在精密(mì)磨削的軸類零件表麵,表麵波紋度會(huì)影響零件的尺寸精度和形狀精度,同時也會對零件的疲勞強度(dù)產(chǎn)生影響。
對零件性能的影響:在精密機械傳動中,如高精度的絲杠傳動,表麵波(bō)紋度會導致傳動精度下降。如果絲杠表麵波紋度不符合(hé)要求,在(zài)傳動(dòng)過程中會產生周期性的誤差,影響工作台(tái)的定位精度。對於承受交變載荷的精密零件,表麵波紋度可能會(huì)成為疲(pí)勞(láo)裂紋的起始點(diǎn),降低零件的疲勞壽命。一般來說,精密機械零(líng)件的表麵波紋度要求控製在微米(mǐ)級,具體數(shù)值根據零件的使用要求和加(jiā)工工藝而定。
檢測手段(duàn)與控製措施:檢測表麵波紋度(dù)通常使用波紋度(dù)測量儀,它可以通過(guò)光學(xué)或觸針式原理來(lái)測量表麵的波(bō)紋度參數。在加工過程中(zhōng),為了控製(zhì)表麵波紋度,需要優化機床的動態(tài)性(xìng)能,減少振動源。例如,采用高精度的靜壓軸承、增加機床的剛性(xìng)、對刀具進行動態平衡(héng)等措施都可以有效減少表麵波紋度。
3、表麵完整性要求
微觀組織變化要求(qiú):精密機械零件表麵的微觀組織在加(jiā)工後應保持良好的狀態。例(lì)如,在一(yī)些經(jīng)過熱處理和表麵(miàn)強化處理的零(líng)件中,如滲(shèn)碳淬火後的齒輪,其表(biǎo)麵的硬度、金相組織等需要符合設計要(yào)求。表麵(miàn)的硬化層(céng)深度、硬度梯度都有嚴格的(de)規定,以確保零件在承(chéng)受載荷時(shí),表麵能夠提供足夠的耐(nài)磨性和抗疲勞性,同時內部(bù)保持良好的韌性。
殘餘應力控製要求:加工過程中產生的殘餘應力會對精密機械零件的尺(chǐ)寸穩定性和疲勞壽命產(chǎn)生重大(dà)影響。在精密銑削或磨(mó)削加工後,零(líng)件表麵可能會產生拉應(yīng)力或壓應力。對於一些高精度的航空零件,要(yào)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(mó)削、噴丸處理等,可以在零件表麵形成有益的壓應力,提高(gāo)零件(jiàn)的抗疲勞性能,同時控製零件的尺寸變化,確保零件在長期使用過(guò)程中的精度。
表麵層物理化學性質要求(qiú):精密機械零件的表麵層物理化學性質也很重要。例如,對於一些在腐蝕性環境下工作的零件,表麵應具有良好(hǎo)的耐腐蝕性。可以通(tōng)過化(huà)學鍍、電鍍等表麵處理方法,在零件(jiàn)表麵形成一層耐腐蝕的保護膜。同時,零件表麵的親疏水性、導電性等物理化學性質也可(kě)能根據零件的具(jù)體應用場景(jǐng)而有不同的要求。