模具零件加工|模具零件的表麵質量

　　1.加工表麵質量的含義

　　模具零（líng）件加工表麵質量也稱表麵完整性，它主要包含以下兩個（gè）方麵的內容：

　　（1）表麵的幾何特征

　　表麵的幾何（hé）特征，主要由以下（xià）幾部分組成：

　　1）表（biǎo）麵粗糙度。即加工表麵上具有（yǒu）的較小間距和峰穀（gǔ）所組成的微觀幾何形狀特征。它主要（yào）與刀刃（rèn）的形狀、刀（dāo）具的進給以及切屑的形成等因素有關，其波高與波（bō）長（zhǎng）的比值一般大於1：50。

　　2）表麵（miàn）波度。即介於宏觀幾（jǐ）何形狀（zhuàng）誤差與表麵粗（cū）糙度之間的中間幾何形（xíng）狀誤差。它主（zhǔ）要是由切削刀具的偏（piān）移和振動造成的，其波高與波長的比值一般為l：50至l：l000。

　　3）表麵加工紋（wén）理，即表麵（miàn）微觀結構的主要方向。它取決於（yú）形成表（biǎo）麵（miàn）所采用的機（jī）械加工方法，即主運動（dòng）和進給運動（dòng）的關係。

　　4）傷痕。即在（zài）加工表麵上一些個別位置上出現的缺陷。它們大多是隨機分布的，如砂眼、氣孔、裂痕和劃（huá）痕等。

　　（2）表（biǎo）麵（miàn）層力（lì）學物理性能

　　表麵層力學物理性能的變化，主要有三個方麵的內容：

　　①表麵（miàn）層加工硬（yìng）化（huà）；

　　②表麵層金相組織的（de）變化；

　　③表麵層殘餘應力。

　　2.零件表麵質量對零件使用性能的影響

　　（1）零件表麵質量對零件耐磨性的影響

　　零件的（de）耐磨性與摩擦副的材料（liào）、潤滑條件和零件表麵質量等因素有關，特別是在前兩個條件已確定的（de）前提下，零件表（biǎo）麵質量就起著決定性的作（zuò）用（yòng）。

　　當（dāng）兩個零件的表麵接觸時，其表麵凸峰頂部先接觸，因此，實際接觸麵積大大小於理論上的接觸麵積。表麵越粗糙，實際接觸（chù）麵積就越（yuè）小，凸峰處單位麵積壓力就會增大，表（biǎo）麵磨損更容易。即使在有（yǒu）潤滑油的條件下，也會因接觸處壓強超過油膜張力（lì）的臨界值，破壞了油膜的形成，從而加劇表麵層的磨（mó）損。

　　表麵（miàn）粗糙度雖然對摩擦麵影響很大，但並不是表麵粗（cū）糙度數值越小越耐磨。從試驗（yàn）曲線可知，表（biǎo）麵粗糙度與初期磨損量之間存在一個最佳（jiā）值，此點所對應（yīng）的（de）是零（líng）件最耐磨的表麵粗糙度值。在一定（dìng）條件下，若零件表麵粗糙（cāo）度值過大，實際壓強增大，凸峰間（jiān）的擠裂、破碎和（hé）切斷等作用加劇，磨損也就明顯。在零件表麵粗糙度值過小的情況下，緊密接觸的兩個光（guāng）滑表（biǎo）麵間儲油能力很差，一旦潤滑條件惡化，則兩表麵金屬原子間（jiān）產生較大親合力，因粘（zhān）合現象而使表麵產生（shēng）“咬焊”，導致磨損加劇。因此（cǐ），零件摩擦表麵粗糙（cāo）度值偏離最佳值太大（無論是過小還是過大）是不利的。

　　在不同的工（gōng）作條件（jiàn）下，零件的最優表麵粗糙度值是不同的。重載荷情況下，零件的最優表麵粗糙度值要比輕載荷時大。表麵粗糙度的輪廓形狀和表麵加工紋理對零件的耐磨性也有（yǒu）影響，因為表麵輪廓形狀及表麵加工紋理影（yǐng）響零件的實際接觸麵積與潤滑情況。

　　表麵層的加工硬化使零件的表麵層硬度提高，從而使表麵層的（de）彈性和塑性變形減小，磨損減少，使零件的耐磨性提高。但硬化過度，會（huì）使零件的表麵層金屬變脆，磨損（sǔn）會（huì）加（jiā）劇，甚至出（chū）現剝落（luò）現象，所以，零件的表麵硬（yìng）化層必須控製在一定（dìng）範（fàn）圍內。

　　（2）零件（jiàn）表麵質量對零件疲勞（láo）強度的影響

　　零件（jiàn）在交變載荷的作用下，其表麵微觀上不平的（de）凹穀處和表麵層的缺陷處容易引起應力集中而產生疲（pí）勞裂紋，造成零（líng）件的疲（pí）勞破壞。試驗表明（míng），減小表麵粗（cū）糙度值可以使零（líng）件的疲勞強度有所提高。因此，對於一些重要（yào）零件的表麵，如連杆、曲軸等（děng），應（yīng）進行光整加工，以減小零件的表麵粗糙度（dù）值（zhí），提高其疲勞強度。

　　加工硬化對零件的疲勞強度影響（xiǎng）也很大。表麵層的加工硬化可以在零件表麵形成一個冷硬層，因而能在一定程度上阻礙表麵層疲勞裂紋的出現（xiàn），從而使零件疲勞強（qiáng）度提高。但零件（jiàn）表麵層冷硬程度過大，反而易產生裂紋，故（gù）零件的冷硬程度與硬化深度應控製在一（yī）定範圍之內。

　　表麵層的殘餘應力對零件疲勞強（qiáng）度也有很大影響（xiǎng）。當表麵（miàn）層為殘餘（yú）壓應力時，能延緩疲勞裂紋的擴展，提（tí）高零件的疲勞強度；當表（biǎo）麵（miàn）層為殘餘拉應力時，容（róng）易使零件表（biǎo）麵產生裂紋而降低其疲勞強（qiáng）度（dù）。

　　（3）零件表麵質量對零件耐腐蝕性能的影響

　　零件的耐腐蝕性在很大程度上（shàng）取決於零件的表麵粗糙度。零件表（biǎo）麵越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質，凹穀越深，滲透與（yǔ）腐蝕作用越強烈。因此，減小零件表麵粗糙度值，可以提高零件的耐腐蝕性能。

　　表麵（miàn）殘餘應力對零件的耐腐蝕性能也有較大影響。零件表麵殘餘壓應力使零件表麵緊密，腐蝕性（xìng）物質不易進入，可增強零件的耐（nài）腐蝕性，而表麵（miàn）殘（cán）餘拉應力，則降低零（líng）件耐腐蝕性。

　　（4）零件的表麵質量對配合（hé）性質及其（qí）他方麵的（de）影響

　　相配零件間的配合關係是用過盈量（liàng）或間（jiān）隙值來表示的。在間隙配合中，如果零件的配合表麵粗糙（cāo），則會使配合件很快磨損而增大配（pèi）合間隙，改變配合性質，降低配合（hé）精（jīng）度（dù）；在過（guò）盈配（pèi）合中，如果零件的配（pèi）合表麵（miàn）粗糙，則裝配後配合表（biǎo）麵的凸峰被擠（jǐ）平，配合件間的有效過盈量減小，降低配合件間連接強度，影響了配合的可靠（kào）性。因此，對有配合要求（qiú）的表麵，必須規定較小的表麵粗糙度值。

　　總之，提高加工表麵質量（liàng），對保證零件的使（shǐ）用性能、提高零件的壽命是很重要的（de）。