精密加切削工是 是 獲得高尺寸形狀精度和高表面質量的必要手段,也是 優化產品性能、提升其可靠性,并在生產中提高裝配率、促進自動化裝配的重要途徑。隨著加工技術的日益發展,精密加工技術也在不斷完善和更新,在五六十年代需要用超精密加工技術才能獲得的精度在如今只需要精密加工技術就可以獲得,因此,精密機械加工技術是 一個相對的概念。目前的精密加工技術中表面粗糙度己達到納米級別。

長期以來,由于檢測表面完整性所用的的儀器裝置暫且無法滿足機械加工生產現場直接應用的需要,通常情況下,為了實用性只能將表面粗糙度作為衡量零件加工表面質量好壞的主要特征參數。在普通切削加工中,由于對零件的尺寸精度要求相對一般,所以通常可以忽略由微觀裂紋缺陷、加工硬化等特征參數引起的形位尺寸變化。但在精密切削加工中,由于對零件精度及性能要求非 常高,殘余應力分布和微觀組織變化等表層質量問題都會影響零件的穩定性和可靠性。
隨著航空航天的快速發展,市場不斷需求重量輕、穩定性好、可靠性高以及疲勞壽命長等加工性能的關鍵航空結構件,而研究發現,零件表層的機械、物理和力學性能對使用性能和疲勞壽命也具有重要影響。量實踐表明,大多數零部件是 在循環載荷的情況下發生疲勞失效的,并在幾微米到幾十微米的范圍內發生損壞。而材料的強度及疲勞壽命準則是 機械加工航空零件的設計依據,疲勞性能是 航空零件可靠性及使用壽命的決定性因素,而零件的加工表面完整性有影響其疲勞壽命的關鍵因素。
從精密加工表面形成機理和涉及的特征參數出發,構建出基于表面完整性的精密切削加工質量綜合評價體系,提出表征表面完整性的特征參數及評價指標,對促進機械制造科學與技術發展具有重要科學意義及實用價值。
表面完整性是 表面質量評價體系的擴展和延伸,表面質量主要是 指己加工零件表面的微觀幾何形狀誤差以及表面以下幾十微米范圍的物理力學性能的變化。表面質量的主要內容通常包括表面粗糙度,表層的殘余應力分布、加工硬化以及顯微組織的變化。
現代精密切削加工中為了保證零件的可靠性,不僅要控制工件表面粗糙度等表面質量的特征參數,還應該分析考慮 表層加工變質層的機械、物理以及力學性能的變化。與此同時,以傳統圓角 形式的宏觀定性技術要求也不適用于精密微小構件棱邊質量,而必須給出微觀的定量要求。由此,表面質量、棱邊質量和表層質量這三個層面的質量要求一起匯聚成現代機械加工的表面完整性體系。
顯然,表面完整性包含了傳統表面質量的全部內容,而且是 根據具體的精密數控機械加工需要和相關技術要求的重要性大小、可靠性程度(基于計量學和模擬實驗學理論)等,通過粗糙度、殘余應力、顯微硬度、毛刺尺寸、疲勞強度等若干個要素的定量或定性檢驗(實驗)結果,結合表面技術要求和加工成本高低的綜合性評價。因此,用表面完整性評定機械加工零件的表面質量比用傳統的表面質量評價參數指標(表面粗糙度、表層加工硬化和殘余應力)更深入、更系統、更全面、更合理。
從單一的表面狀態評價,到目前的綜合工件表面的質量、表層的質量以及棱邊的質量對使用性能影響的一個整體性指標,可以說,表面完整性的發展是 從單項指標質量評價轉換為多項指標綜合質量評判,從單純的測量評價轉換為測量與實驗數據的集成權衡,從以幾何學理論為基礎測量評價轉變為以計量學和實驗學為基礎的模糊綜合評價。
現代精密切削表面完整性體系不僅包含了傳統的表面質量技術要求,也綜合考慮 到表層加工變質層的機械、物理、力學性能的變化,同時,對加工零件棱邊形態尺寸也給出了微觀的定量要求。所以,現代完整的精密車削加工加工表面應由表面幾何特征、表層物理力學性能特征和棱邊質量等三個方面特征參數組成的要素集成。其中,表面幾何特征可細分為傳統的粗糙度、表面紋理和表面缺陷;表層的物理力學特征包含加工硬化、微觀組織、殘余應力、微觀裂紋等;而棱邊(毛刺)的質量包括毛刺尺寸、毛刺形態和毛刺形成位。
河北航天晟達精密機械有限公司(http://www.hbhtsd.com)生產的高精密機械配件制造的概念、意義及特點高精密零部件制造是 以高精密機械零件為加工對象。精密機械加工應有高精度、高剛度、高穩定性和自動化的機床,相應的金剛石刀具、立方氮化蹦刀具、金剛石砂輪、立方氮化蹦砂輪、及相應的高精度、高剛度夾具等工藝裝備,才能保證加工質量。零部件定制加工是 傳動系統的重要性零部件,尤其去飛邊毛刺、倒棱角 、去機加工刀紋痕、降低齒面粗糙度、精拋光等,去毛刺拋光中無碰傷,不改變機械零部件幾何尺寸,拋出的機械零部件精度高,可有效提高機械零部件傳動質量,降低傳動噪音。機械零部件定制具有較大的優點,這主要體現在其材料切除率高,且成本較低。對比切削加工與離子加工技術即可得到上述結論,為了確保離子加工技術的材料切除率,需要花費較大的能量。