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《“表面完整性”新概念與“表面光整加工”新技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、內燃機零部件“表面完整性”新概念與“表面光整加工”新技術（中國兵器集團第七O研究所岳政、劉桂蓮）我國內燃機關鍵基礎零部件與工業(yè)先進國家的相比有較大差距，為數(shù)不少的國產(chǎn)零件，單從外觀看就像是未加工完的半成品。而在可靠性與使用壽命方面差距就更明顯，這種差距從技術層面來說有原材料、熱處理、加工設備以及加工工藝等諸多方面原因。本文僅以零件精加工工藝“微觀表面質量”一個側面做一些分析探討，為盡快縮小差距，介紹一個機械零件“表面完整性”新概念和旨在實現(xiàn)“表面完整性”的實用新技術：自由磨具滾魔光整加工技術。一、國產(chǎn)內燃機零部件對微
2、觀表面質量“單一性采標”是造成水平低、質量差的根本原因之一。從某種意義上說：“貨用一張皮，禍起一張皮”。微觀表面質量對機械零件的耐磨性、裝配性、可靠性（抗疲勞、抗腐蝕、接觸剛度）、密封性等使用性能有很大的影響。微觀表面質量又由表面的幾何特性，物理、化學、力學特性兩大方面的五大類諸多參數(shù)來評價、來控制。（見本文第二部分）我國基礎標準GB/T3505-2000第4條表面輪廓參數(shù)定義中對粗糙度就提出了16個參數(shù)。而我國絕大多數(shù)內燃機零件現(xiàn)行技術標準和產(chǎn)品圖樣（除了平臺衍磨網(wǎng)紋氣缸套外）。對微觀表面質量都只選取了一個縱坐標幅
3、度參數(shù)Ra來評價、來控制。傳統(tǒng)的車、銑、铇、磨、拋光等加工工藝，其共同特點是一道工序只能加工一個表面。除保證實現(xiàn)尺寸和形狀位置公差之外，就只保證實現(xiàn)規(guī)定的Ra，達到“符合性”要求，“單一采標”，止此而已。圖一微觀表面輪廓形狀示意（1）—（4）咬合傾向大，耐磨性差。（5）—（6）咬合傾向小，耐磨性好。上面圖一所示意的各微觀表面輪廓形狀，其Ra縱然可以做到相近，但表示加工紋理狀態(tài)的間距參數(shù)Rsm（老標準為Sn）相差甚遠，Rsm亦可以做到相近，但影響耐磨性，并用Rmp、Rmr（C）（老標準為Rmr、Rmr（c））表示的輪廓
4、峰谷之間的形狀千變萬化，使配合表面實際接觸面積和存油情況大相徑庭，又由于表面加工紋理、方向和零件相對運動的方向不同，都對表面的耐磨性、可靠性（咬合傾向）及使用性能產(chǎn)生重大影響。在此針對表面紋理的形式、方向對密封性的影響舉一親歷實例做進一步介紹。一、多缸柴油機曲軸與后主軸承油封配合軸頸處，在新機狀態(tài)下，漏油故障時有發(fā)生，曾采用多種措施，或多或少的都有些效果，但總不能徹底奏效。后來通過對外咨詢，在曲軸技術文件上增加了如下要求：“該段軸頸表面最后精磨時，砂輪只做徑向進給，或按圖示規(guī)定方向做軸向進給，不得反向”，至此該漏油故
5、障得以根治。其原因是：該要求規(guī)定了軸頸微觀表面加工紋理的形式和方向，前者只“徑向進給”形成的是連續(xù)、封閉的環(huán)形線紋理，可視為封油紋理，而后者“軸向進給”形成的是連續(xù)的螺旋線紋理，此紋理方向分左旋、右旋，在曲軸工作高速旋轉時，一種是回油螺旋線，不漏油；如果反向，即成為甩油螺旋線，就造成漏油；如對此不做規(guī)定，按工人的隨機操作就有漏油的幾率，做了規(guī)定就杜絕了最后的最隱蔽的一個漏油因素。另一產(chǎn)品，液壓泵齒輪軸軸頸與油封處漏油故障，也照上例辦理得以根治。由上述分析看一個Ra不能正確、全面反映零件微觀表面狀態(tài)，16個輪廓參數(shù)只用
6、一個Ra怎能了的？這還僅指幾何特性中粗糙度而言，更何況多種加工方法。因切削力、切削熱和周圍介質共同作用下所實現(xiàn)的零件微觀表面的其他幾何特性、物理、化學、力學、光學性能在零件標準和圖樣中鮮有或沒有要求和規(guī)定。“一Ra以蔽之”的零件表面，怎能承受性能日益強化、排放法規(guī)日益嚴格的整機的要求？因此國產(chǎn)內燃機零件微觀表面質量還停留在用一個Ra來評價和控制的“單一性采標“的階段，是造成水平低、質量差的根本原因之一。我國自改革開放以來，從國外引進了許多現(xiàn)金技術、設備和標準。內燃機零部件行業(yè)也有了長足進步，對“單一性采標“的做法也有
7、了一些改變。例如《JB/T5082.內燃機氣缸套，第7部分平臺衍磨網(wǎng)紋技術規(guī)范及檢測方法》，該標準對氣缸套內表面的要求不再是單一的Ra，有增加了Rsk，網(wǎng)紋深度、Rmr、Rmr（c）等項要求。對排放要求在國Ⅲ及其以上的氣缸套還提出了Rz、Rx、Rpk、Rvk、Mr1、Mr2的多項具體要求。因為只綜合要求改善了氣缸套內孔表面初期磨合性，提高了可靠性，增強了耐磨性，并能降低機油消耗量。氣缸套的水平和質量大大提高，適應了現(xiàn)代發(fā)動機的要求。像這樣能“綜合性采標”的內燃機零件標準，屈指可數(shù)，為盡快提高我國內燃機零部件的水平，我
8、們認為必須打破“單一性采標”的局限，以“表面完整性”為指導，在傳統(tǒng)加工方法的基礎上補充，采用和推廣具有復合性加工特征的“綜合性采標”的新的加工技術。二、機械零件“表面完整性”新概念對零件表面質量的評價和控制，與“單一性采標”做法相對應的既是“綜合性采標”，而其又源自于“表面完整性”的概念和試驗基礎。美國金屬切削研究協(xié)會的M.Filed和J.Ka
