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小零件范文1
【关键词】玩具；小零件；安全
中国是一个玩具生产大国，全球约有75%的玩具是在中国生产的，玩具出口是我国出口贸易中的重要组成部分。随着儿童玩具造成的意外伤害事件频繁发生，以及欧美国家对我国制造玩具的频频召回，儿童玩具的安全问题受到了越来越多的关注。根据玩具召回数据分析，玩具主要存在物理机械危害和化学物质危害，物理机械危害中主要是小零件的窒息危险、尖边伤害、夹伤和刺伤危险等，尤其以小零件的窒息危险比例最大。小零件存在呛噎、窒息及磁通量超标的危险，已成为欧美通报我国儿童玩具不合格的主要原因之一。据统计， 2013年1季度，欧盟RAPEX和美国CPSC分别通报中国玩具76起和6起，其中因小零件引起窒息、化学伤害、磁通量超标等危险分别为38起和2起，占到通报数的50%和33.33%。欧盟新玩具安全指令2009/48/EC及其协调标准、美国ASTM F963物理安全性能均对小零件做出严格控制，我国玩具技术法规GB6675也参照国际玩具标准ISO8124分不同年龄段对小零件进行了相应的强制性要求。
1 小零件的判定
在没有挤压的情况下，将玩具、玩具可拆卸部件或玩具碎片以任意一个方向可以放入小零件圆筒中，如图1所示。
图1 小零件圆桶
2 玩具小零件的安全性案例分析及改进措施
儿童在玩耍过程中而出现小零件的玩具数量不少，因为儿童的心智还未成熟，不一定会按玩具预定的正常使用方式使用玩具，而是会随心所欲地按照自己喜欢的方式玩耍摆弄玩具，如咬、乱扔、敲打、拆卸等，对玩具破坏性较大，更容易产生小零件。而小零件危害也是最常见的玩具危害，如果被儿童放进口中或鼻孔中，很可能会因为堵塞咽喉或气管而造成咽喉或窒息，甚至在短短的几分钟内多人性命，或将小零件吸入肺部或卡在喉部，也会导致儿童伤害或死亡。下面就一些常见的含小零件玩具的危险进行案例分析，从而提出具体的改善措施。
1） 玩具在初始状态下存在可拆卸的或者组装的部件是小零件
案例品名：木制玩具 凸凸狗木玩 螺母拼拆装车模（包装封面见图2a）
描述：这是一款让孩子自己组装一辆变形车的玩具，共有37个配件。配件中有木锤可以凿东西，改锥可以拧螺丝，扳手也可以拧东西，尺可以量东西，老虎钳可以夹东西；让宝宝先学习如何使用工具，锻炼手的灵活性，教宝宝怎么样使用改锥将螺丝拧进去，怎样才能拧出来，以及锤子和扳手的使用方法。（内部零件见图2b）
适合年龄：三岁以上
材质：榉木，水性油漆
安全性分析：首先该款玩具是在中国淘宝网站上搜索到的一款木质组装玩具，因此首先明确的是该玩具是在中国境内销售，应该符合的是GB6675-2003的要求。从玩具的封面上可以看出标记的文字说明为英文，玩具外包装的底面左边有用英文标识“有窒息危险，内含小零件不适合3岁以下的儿童使用”的警告语。安全标识是给消费者提供合适的安全信息：如购买的指示，玩具使用的提示。安全标识应该醒目、易读、易懂、且不容易擦掉。很明显该玩具中的英文标识对中国广大消费者来说并不易读和读懂。个人认为应该在起眼的地方用中文标识有关安全的警告信息。并且有关玩具本身的玩耍信息，和厂家信息也应该标识清楚。再者，此款玩具按卖家叙述最小的木质螺母接近的一个一元硬币的大小，为小零件，当然这不能代表什么，因为此款玩具已经表明是供三岁以上的儿童玩耍的，问题就出在这，我们可以很直观的从外包装上的图案的看出，图上的儿童是一位差不多7-11个月大的正在学习爬行的儿童。而这样的画面在选购玩具的家长眼里，是不是间接的表达了，三岁以下的儿童也同样可以使用该款玩具。我觉得，一款玩具的外包装彩图也是一个推销玩具的卖点，设计的好可以正确的引导消费人群购买，如果是与玩具不符合或者错误的引导人们去购物，很容易给儿童带来安全隐患。
改善措施：外包装的文字应该增加中文说明和添加中文说明的警告说明，配上合适的图片，以便正确引导消费者购买。
a）封面 b）内部零件图
图2 变形车玩具
2）测试后或玩耍过程中出现小零件
案例一：
品名：毛绒玩具狗包包（图3）
描述：本款玩具是在毛绒狗狗的本身上改装成供儿童提，抓用的玩具包包。
适用年龄：全年龄段
出现的危害：经美标可预见的合理滥用测试中的拉力测试后玩具狗的眼睛被拉落，眼睛可以容入小零件圆筒，视为小零件。在现实生活中，若在儿童滥用拉扯下掉落，可能会让儿童误食，导致哽咽窒息的危险。
安全性分析：这款玩具是毛绒类的，有些工程师根据经验判定其为适合全年龄段儿童使用。但经过仔细辨别，发现该玩具的眼睛是由紧固件固定的，玩具狗的眼睛是小零件，可以被儿童拇指和食指抓起或牙齿咬住的玩具组件，故要做滥用测试中的拉力测试，通过拉力计15lbf的拉力下，不足10s的时间，眼睛被拉脱落，不符合测试标准。
改善措施：玩具狗的眼睛是用紧固件进行固定的，应该确保儿童在玩耍的过程中不会因为拉扭等导致眼部脱落和误食。经过分析，该玩具够的眼睛之所以容易脱落，主要是螺母与螺丝连接的匹配性不是很好，导致螺栓与螺母的连接不牢靠，稍微用力就可能从螺母槽中脱落。改进的措施是，根据国家标准，选择螺栓和匹配的连接螺母，连接牢固可靠；或者从设计着手，确保眼睛的表面光滑，连接处紧贴，缩小接触面的半径，使儿童无法抓起或者牙齿咬住玩具的眼睛。
图3 毛绒玩具狗包包
案例二：
品名：带糖果的玩具鸟（图4）
适用年龄：18个月以上
图4 带糖果的玩具鸟
产品描述：这是一个由鸟的形状和一根塑料管组成的，鸟的尾巴下端是一个吹嘴，可以供儿童吹来玩耍的玩具，鸟下端的塑料管内装满了颜色各异的糖果，是用来吃的，而鸟的身体里有一个橙色的小球，儿童吹的时候，会吹着小球一直转动从而发出声音。整个带糖果的玩具鸟的材质都是塑料组成的。
安全性分析：该玩具鸟的尾部由一段含有吹嘴的塑料管组成，该吹嘴在使用过程中可以被拉脱并完全容入小零件圆桶中。在进行跌落测试时，该管会破裂而出现能够完全容入小零件试验器的小部件，从而会导致儿童不小心而吞食，造成窒息危险。被欧盟委员会勒令召回。
改进措施：首先它的吹嘴，在装配上要足够牢固，确保儿童无法使其脱落，或者让吹嘴与玩具设计为一体；在选择材料方面，要选择材质好的，不易碎的，特别是塑料的弹性要好，不会被儿童摔到地上就跌出小零件。
【参考文献】
[1]EN71.2011欧盟玩具安全标准[S].
[2]GB6675.2003国家玩具安全技术规范[S].
[3]ASTM F963.2008美国玩具安全标准[S].
小零件范文2
关键词：工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
1加工零件图（图1）
2确定零件车削加工方案
零件图纸工艺分析－确定装夹方案－确定工序方案－确定工步顺序－确定进给路线－确定所用刀具－确定切削参数－编写加工程序
2.1零件图纸工艺分析
该零件尺寸精度要求较高，有外圆锥面,外圆弧面,内锥,内槽，内螺纹等形面。精度上，外圆Φ48与Φ38等外径及长度方向尺寸精度较高。并且左圆锥面与右圆柱面具有同轴度要求，可见该零件结构复杂，适合数控加工。
2.2装夹方案
形位精度的要求确定了零件的装夹方案，从该零件可看出，需要经过多次掉头装夹才能达到要求。应先夹住左端面,除了直径Φ40的外锥及内螺纹内槽不需加工外,其它的需加工完毕。接着掉头夹住Φ38的外径加工剩余的部分。第二次装夹需以Φ38的外径及左端面定位，采用百分表找正，才能较好保证同轴度。还需注意，第二次装夹时该零件属薄壁件，易变形，夹紧力要适当。
2.3工序方案
分为四道工序，工序1，夹住零件右端，夹位为30长，加工Φ48、Φ38柱面、R40、R4圆弧、保证外径各个长度。工序2,加工Φ16、Φ30内圆柱,圆锥面、R2圆弧、保证内径各个长度。工序3,工掉头装夹Φ38×25柱面，控制总长,加工Φ40外锥面；工序4钻螺纹底孔,加工内槽。内螺纹。
2.4确定工步顺序、进给路线及刀具
确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。
进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。
在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。
而刀具的选择也是数控加工中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。如下是对该零件工步顺序、刀具的选择。
①粗车外圆表面。刀具：90o外圆刀片,80o菱形刀片。Φ48、Φ30外圆、R40圆弧。
②半精车R4过渡圆弧。刀具：Φ6圆形刀。
③粗车内孔端部，刀具：三角形刀片。这道工步是为下一道工步服务，减少钻削加工变形。
④钻削内孔深部。刃具：Φ16钻头。
⑤粗车内锥面。刀具：55o菱形刀片。
⑥精车右端面。刀具：55o菱形刀片。
⑦精车内锥面。刀具：93o菱形刀片。
⑧精车外圆及圆弧面。刀具：93o外圆刀片,R3圆弧车刀。
⑨掉头装夹,粗、精车左端面,保证总长。刀具：55o菱形刀片。
⑩粗车Φ40外锥面。刀具：90o外圆刀片。
11粗、精螺纹底孔。刀具：93o菱形刀片。
12精车Φ40外锥面。刀具：93o外圆刀片。
13)车内螺纹退刀槽及车螺纹。刀具：90o内槽刀片及60o内螺纹刀片。
2.5确定切削用量
切削用量是衡量工作运动大小的数值，它的选择与保证工件质量和提高生产效率有密切的关系。切削用量主要包括切削速度、进给量和切削深度。切削用量大小决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削用量。如下是对该零件切削用量的选择。
①外圆柱面
粗车:S=600r/minF=80mm/minap=4mm
精车:S=1000r/minF=100mm/minap=1mm
②内圆柱面
粗车:S=600r/minF=60mm/minap=3mm
精车:S=1000r/minF=80mm/minap=1.5mm
③内槽S=600r/minF=50mm/minap=4mm
④内螺纹S=600r/min
2.6指令(GSK980T系统)选择
①准备功能指令GOOG01G71G73G75G76
②辅助功能指令M03M05M08M09M00M30
③刀具功能代码T
④主轴功能代码S
3控制尺寸精度的方法
数控加工中，经常碰到这样一种现象：程序自动运行后，停车测量，发现工件尺寸达不到要求，尺寸变化无规律。这时可采取以下常用的控制尺寸的方法。
①修改刀补值保证尺寸精度。由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差，不能满足加工要求时，可通过修改刀补使工件达到要求尺寸，保证径向尺寸方法如下：根据“大减小，小加大”的原则，在刀补001～004处修改。如用1号切断刀切槽时工件尺寸大了0.2mm，而001处刀补显示是X3.8，则可输入X3.6，减少1号刀补。
②修改程序控制尺寸。如用2号外圆刀加工完上图工件后，经粗加工和半精加工后停车测量，各轴段径向尺寸如下：φ48.06mm、φ38.03mm。这时，可以采用修改程序的方法进行补救，方法为把X48改为X47.93，X38改为X37.97，这样一来，这两处外圆能达到要求。
经过上述程序和刀补双管齐下的修改后，再调用精车程序，工件尺寸一般都能得到有效的保证。
4结语
数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式，实际加工中，操作者只有具备较强的加工工艺分析能力和丰富的实践技能，方能编制出高质量的加工程序，加工出高质量的工件。
小零件范文3
1机械加工多
在航空电器微小零件的加工当中，一些细长比大的零件用一般的加工设备与机器是很难完成的。比如说航空电器当中的轴类零件与冲压模当中的孔类冲头等等，机械法很难进行其加工制造。特殊的加工方法如电火花与线切割等，也不能满足这类零件的加工与制造要求。所以，要想达到航空电器当中微小零件的准确加工，就必须要采用特殊的加工方法。微小的孔与异形孔的加工，利用电火花技术是最为觉的，但是加工精度高规格小的零件对于电极来说一直存在困难。而金属线放电磨削法可以很好地解决这一问题，大大提高零件的加工精准度，并可以加工与制造多种开关的微小零件。另外，零件的放电加工与工具成形加工是在同一个机床上进行的，这就使得工具的调换与松紧对于其偏心的误差影响较小，因此提高加工制造的精准度。在国外，规格在7.8微米的零件孔已经可以进行成功制造，这样就完全可以达到航空电器微小零件的加工与制造要求。其次，WEDG技术制造的加工冲模所用的冲头与电极，将此电极运用在冲模的制造当中。运用这样的方法加工与制造的冲模与冲头在间隙上可以达到航空电器的标准。
除了航空电器微小零件的制造之外，其合格检测也是一个重要的程序。传统的检测方法根本不能满足航空电器微小零件的合格检测要求，因此，必须要加强微小零件加工过程的控制与管理。在进行航空电器微小零件的加工制造之时，其加工设备都要被放大投影到相关的显示系统之上，这样可以加强加工工作人员对于加工过程的监管与控制，可以大大提高零件加工表面的精度与粗糙度，发现问题也可以及时进行修正，降低零件的加工与制造成本。
2焊接程序多
在航空电器零件的加工过程当中，会有许多焊接程序，并且特种精细的焊接技术经常被使用。无论是什么样的设备，在其进行装配的过程当中都会涉及到焊接程序。当然，航空电器微小零件的焊接是传统的焊接技术不能满足的，因为航空电器的微小零件有其自身的特殊性。一般来说，航空电器微小零件的质量轻、精度高、规格小、触点薄，所以进行焊接工作的空间很小，触点的定位也不容易，加之被焊接的物体刚度较小，很容易在焊接的过程当中出现变形等意外情况。另外，在进行玻璃封接绝缘子离焊缝时，传统的焊接技术所需温度较高，很容易使绝缘子出现裂缝，也可能发生泄漏。激光焊接与电子束、离子焊接都是较好的选择。航空电器微小零件的种类偏多，所以零件的规格与精度要求数量也多，材料与成品中的一部分需要自己制造。这些现象大多会出现在一些特殊材料的零件之上，比如金基异型材料的焊接需要利用真空扩散焊，触点需要工作人员自己去制造。
3小结
小零件范文4
[关键词]薄壁；高速；程序设计；磨损补偿
中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0044-01
引言
近年来，随着数控技术的发展，数字化控制的加工中心设备为生产加工开辟了新的加工模式，越来越多的机械行业开始采用数控设备加工多型面、高精度尺寸等要求较复杂的零件。而对于小型数控机床来说，一般新设备的加工精度和重复定位精度均可达到0.008mm，加之刀具、夹具、加工材料等因素的影响，所加工出零件的尺寸精度一般可达到0.02mm，对于大部分航空零部件的加工要求均可满足，但目前对于薄壁件来讲，零件的加工质量、效率不易保证，本文是在加工隔板等零件时，利用这些设备，采用了避免加工变形的方法，进行高效的加工，最终完成零件的优质交付，保证整个切削过程的稳定性。
1.零件的工艺分析
此零件模型见下图一，零件材料为30CrMnSiA，硬度不高，但表面粗糙度不易保证。零件结构相对复杂，壁厚薄、精度和表面质量要求高且零件为中小批量生产，利用普通的数控加工方案和编程技术，不能满足加工精度和批量生产的需要。零件的结构特点为：切削性能良好，属于典型的薄壁盘类结构，外形尺寸不大，周边及内部筋的厚度仅为1mm，型腔深度为3mm。此零件在加工过程中如果工艺方案或加工参数设置不当，极易变形，造成尺寸超差。
2.加工方案制定
2.1 加工基准的确定
由于零件最终成型为薄壁零件，如果将零件的一面加工完成后，再以加工完成的表面定位加工零件的另一表面，加工时仅能采用轴向压紧的方式进行零件的装夹，但这种方式一方面存在定位误差，另一方面在加工时压紧的部位会与刀具产生干涉现象，这样就需要反复的松开、压紧零件的装夹部位，这种方式产生的零件变形会受零件的人为压紧力大小的变化而变化，变形量可达0.15mm，远超出零件的公差要求。
为防止上述现象的发生，采用了预留工艺基准的方法，在零件的外圈增加余量，10mm左右的环带，作为工艺基准面，然后将零件的上下表面应用平面磨床磨平整，高度尺寸公差控制在0.01mm以内，作为下一工序―铣加工型面的基准，待铣加工完成上下型面后应用线切割的方法将其去除。
2.2 刀具的选择
为防止零件变形，尽可能选用小规格刀具，高速加工，并将零件进行去应力热处理，这样就避免了零件的内应力加工变形。根据零件材料，选择国产硬质合金立铣刀，双刃，大螺旋角，刃前部位空间大，易于排屑，而且刀具耐磨、价格低。经过实践发现该刀具非常适合此材料的高速加工。为防止在拐角处走刀路径忽然改变而导致冲击力太大，所以高速加工时清根加工刀具规格尽量避免选用与拐角半径一致的刀具，故此次选用Φ6mm的立铣刀（拐角为R3mm）。装刀时，刀具尽可能缩短伸出长度，以保证高速加工时的刀具强度。
2.3 加工方式的确立
此零件的数控加工程序是基于UG软件生成的。应用此软件画出实体，按设计尺寸正确构造出要加工的轮廓线生成实体模型，选择适当的加工部位和参数等即可生成用于加工的程序。
下刀方式：采用螺旋下刀，可以改善进刀时的切削状态，保持较高的进刀速度和较低的切削负荷。走刀方式：选用平行环绕并清角（Pocket-Parallel，Spiral，clean Cor-ners）方式，从内到外，四个型腔同步加工，可以减少零件加工受力不均，避免加工变形。进、退刀方式：以圆弧方式接近、离开工件，可以避免忽然接触工件时产生接刀痕，保证零件的表面质量。加工时按顺铣方式，将底面的加工余量分两次完成，粗铣时吃刀量0.5m，刀路重叠80%，转速6000r/min，进给速度1400mm/min；精加工时，背吃刀量0.1mm，转速升至8000r/min，进给1600mm/min，底面的表面质量非常好。其道路轨迹如图二所示，由里向外逐步扩展，与外形相似，刀路平顺、柔和，尽量减少剧烈变化，以免引起机床振动。需要注意的是，精加工底面时，侧面是无余量切削，以免铣到侧面是吃刀量增大零件受力变形。
粗铣时走刀方式选用Contour（外形铣削）方式。加工时，按Z轴分层并以顺铣的方式进行，转速6000r/min，进给速度1400mm/min，型腔同时逐层向下铣，层切深为0.5mm。但不可一个型腔铣削后在铣削下一个型腔。由于，当第一个型腔加工完后，内部筋的壁厚只剩2mm左右，而加工下一个型腔时，这会导致支撑力变小，内部筋受切削力的影响而变形；若四个型腔同时逐层向下铣削时，相对而言支撑力要大得多。加工的刀路轨迹如图二所示。
3.加工方案验证
按上述加工方案对零件进行加工验证，原夹紧方式为三爪卡盘径向夹紧方式加工零件的一面，再反复装夹、压紧零件的不同部位进行加工零件的另一型面，这样的方式易使零件的内部产生加工应力，当零件拆卸下来的时候发生变形，采用轴向的压紧方式，由于零件的上下两平面均为磨削出来的，且工艺基准不会受压紧力的影响，所以零件的变形得到了较好的控制。
另外，刀具的选择，大大减小了加工变形量。并且采用高速加工的方法，使铣刀的切削力降低，应注意避免和减小加工应力集中。
采用高速切削技术能使整体加工效率提高几倍乃至十几倍。传统的切削加工方式为“重切削”方式，每一刀切削排屑量大（切削深度大，但进给速度低）；而高速切削为“轻切削”方式，采用小吃刀深度、高主轴转速和高进给速度，每一刀切削排屑量小，切削深度小，但切削线速度大，进给速度高，这样可显著提高工件材料切除率，切削效率高。
4.试验结论
零件的加工表面质量好。这是高速切削时显示出的优势，切削液的充分、冷却、冲洗和排屑断屑作用，减少刀具与工件、切屑之间的摩擦，降低切削力，切屑迅速排除，切削热也随着铁屑一起排出，刀具耐用度提高，保证了工件加工精度要求。尽管高速切削的各种特定条件和影响高速切削的各种因素，给相应的技术解决方案及措施带来很多难点，如针对不同的工件材料和切削用量设计刀具结构、几何参数、相应的断屑槽形，在较长时间内保持刀尖硬度和锋利性，使刀具材料不易发生化学反应等。但通过尝试后，应用这些改进措施，高速切削保证了零件的加工质量，超出了常规切削的加工质量、生产率和刀具耐用度，且生产成本低，在高速切削过程中，大部分的切削热被切屑和刀具承载，切屑被快速处理掉，而刀具却持续承受切削热和切削力，这样保证了零件的加工质量，避免零件的变形。
综上所述，尽管高速切削加工的刀具和机床成本有所增加，但由于节省了大量的切削成本，而且切削速度提高、切削时间变短、设备利用率提高，使得综合生产成本大幅度下降。
5.结束语
本文通过以上对薄壁零件在数控铣机床上加工过程的研究，针对加工过程中导致零件变形的因素做了一些改进方案和新的加工技巧，消除零件在整个加工过程中的变形，直至零件各工序加工合格。为薄壁零件的加工做了大量的工作，由于现阶段质量和效率决定着一个企业的成败，这里对目前我们加工此类零件进行了初步的总结和探讨，希望能对此类产品的加工有所帮助。
参考文献
[1] 张云电.薄壁缸套生产技术.国防工业出版社，2000.
小零件范文5
苏建成
（中国蚌埠汽车士官学校装备保障系，安徽蚌埠233011）
汽车零部件的磨损，是零件工作表面的物质由于表面相对运动而不断耗损的现象。磨损可以看作是摩擦表面的相互作用，表面在摩擦过程中的变化和表面材料微粒的脱落三个依次进行的过程。
磨损失效是零件的磨损使其尺寸误差和形状误差超过了允许值。例如汽车发动机的气缸磨损后，不但使其与活塞环、活塞裙部的配合间隙增大，而且使其形状变化，圆柱度和圆度超差，导致气缸与活塞之间的密封性能变坏，积炭增多等缺陷的形成。磨损是由摩擦引起的，磨损的快慢还与相互运动的零件之间的条件等有密切关系。
磨损是个十分复杂的现象，也是个复杂的多学科问题，它与零件所受的应力状态、工作与条件、加工表面形貌、材料的组织结构与性能，以及环境介质的化学作用等一系列因素有关。按表面破坏机理的特征，磨损可分为磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等。前三种是磨损的基本类型，后二种磨损形式只是在某些特定条件下才会发生。
1磨损磨损
1.1磨料磨损及其失效
物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物相互摩擦引起表面材料损失的现象称为磨料磨损。磨料磨损是最常见的，同时也是危害最为严重的磨损形式。统计表明，在各类磨损形式中，它大约占磨损总消耗的50％。对汽车发动机来说，空气中的尘埃、燃润料里的夹杂物、零件在摩擦过程中剥落的磨屑都是磨料的来源。如粒度为20μm~30μm的尘埃将引起曲轴轴颈、气缸表面的严重磨损，而1μm以下的尘埃同样会使凸轮挺杆副磨损加剧。
磨料磨损的失效机理目前有四种假说：一是以微量切削为主的假说，该假说认为磨损是由于磨料从金属表面上切下微量切屑而造成的，其根据是实验室里磨料磨损试验所获得的磨屑像切削加工的切屑一样，呈螺旋形、弯曲形等。；二是以疲劳破坏为主的假说，该假说认为金属同磨料摩擦时，金属的同一显微体积经多次塑性变形，使金属产生疲劳破坏，小颗粒从表层上脱落下来。但他并不排除同时存在磨料直接切下金属的过程。滚动接触疲劳破坏产生的微粒多呈球形。；三是以压痕为主的假说，对塑性较大的材料，磨料在压力作用下压入材料表面，在摩擦过程中，压入的磨料犁耕另一金属表面，形成沟槽，使金属表面受到严重的塑性变形，压痕两侧金属已经受到破坏，其它磨料很容易使其脱落。；四是以断裂为主的假说，该假说主要针对脆性材料，以脆性断裂为主。当磨料压入和擦划金属表面时，压痕处的金属产生变形，磨料压入的深度达到临界深度时，随压力而产生的拉伸应力足以使裂纹产生。
总之，磨料磨损是磨料的机械作用，这种机械作用在很大程度上与磨料的性质、形状及尺寸大小，固定的程度以及载荷作用下磨料与被磨表面的机械性能有关。
1.2预防或减轻磨料磨损的措施
为了减轻零件磨料磨损的危害，可采取如下措施：
1）应选择耐磨料磨损的材料和表面处理工艺。常用的表面处理工艺有渗硼、镀铬、喷涂陶瓷或其他硬材料。
2）查明磨料进入摩擦副的通道，采取严格的密封和过滤措施防止或减少磨料进入其内部。
3）选择合适的油，加强对摩擦副的。
2粘着磨损
2.1粘着磨损及其失效
摩擦副相对运动时，由于固相焊合作用的结果，造成接触面金属损耗的现象称为粘着磨损。干摩擦和在不良条件下工作的滑动摩擦副容易产生粘着磨损，严重时会使摩擦副咬死。在汽车零件中，如气缸套与活塞、活塞环、曲轴轴颈与轴承、凸轮与挺杆、差速器十字轴和齿轮等在装配、作用不当时，都可能产生粘着磨损。
由于表面存在微观不平，表面的接触发生在微凸体处，在一定载荷的作用下，接触点处发生塑性变形，使其表面膜被破坏，两摩擦表面金属直接形成粘结点(即固相焊合)。当零件表面缺乏，相对滑动速度较小而比压很大、超过表面实际接触点处屈服极限时，会发生这类磨损，也称为第一类粘着磨损。
当摩擦副在高的滑动、高接触应力的工作条件下，摩擦表面实际接触的微凸体，因大量的摩擦热而产生熔化和熔合，相互粘接在一起，又在相对运动中被撕裂，严重时造成相对运动停止，这种形式的磨损称为第二类粘着磨损，也称为热磨损。
发动机中的“拉缸”、“抱轴”都属于这类磨损。这是一种严重而危险的破坏过程，常常是突然发生的，应设法避免。
2.2预防或减轻粘着磨损的措施
粘着磨损的发生与材料特性、零件表面粗糙度、油、零件运动速度和单位面积上的压力等因素有关，为了减少粘着磨损，在使用与修理中可采取如下措施：
1）保证配合副合理的装配间隙(如气缸与活塞间隙等)。
2）正确选择摩擦副的材料。汽车修理尤其是旧件修理，选择材料应特别注意其针对性。为减轻粘着磨损。
3）按规定的油品种进行适时的，并在使用中注意加添或更新。如在油中加入油性和极压添加剂，能大幅度提高油膜的吸附能力以及油膜强度，即大幅度提高边界能力，因而可大幅度提高粘着磨损抗力。
4）对摩擦副表面进行适当的表面处理。进行表面淬火、渗碳、磷化、镀铬等处理。
5）应保证在使用中发动机的系与冷却系各部件及监视仪表工作正常。
3表面疲劳磨损
3.1表面疲劳磨损及其失效
两接触表面在交变接触压力的作用下，材料表面因疲劳而产生物质损失的现象称为表面疲劳磨损。表面疲劳磨损一般多出现在相对滚动或滚动——滑动复合运动的点接触或线接触的摩擦副，如齿轮副的轮齿表面、滚动轴承的滚珠和滚道以及凸轮副等。滑动摩擦时，也会出现疲劳破坏，如巴氏合金轴承表面材料的疲劳剥落。
表面疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的结果，其失效过程可分为两个阶段：一是疲劳核心裂纹的形成；二是疲劳裂纹的发展直至材料微粒的脱落。
表面疲劳磨损与零件材料、热处理的金相组织、表面粗糙度、接触精度以及状态有关。材料的强度和硬度影响表面疲劳磨损，材料的抗断裂强度愈大，则磨损微粒分离所需要的疲劳循环次数也愈多，可以提高耐磨性。零件的强化层(渗碳层、氮化层等)要合理，使最大剪切应力在强化层内，则能提高抗疲劳磨损的能力。另外，零件摩擦表面间的油粘度较高时，由于接触部分的压力近乎均匀，同时油液不易渗入裂纹，从而能提高表面抗疲劳磨损的能力。
3.2预防或减轻疲劳磨损的措施
疲劳磨损的快慢与材料的机械性能、接触表面承受的单位压力、载荷单位时间内的循环次数等因素有关。
为了降低零件的疲劳磨损可采取如下措施：
1）选用合适的材料和硬度。对于承受疲劳磨损的零件，其材料最好选用真空冶炼和电渣重熔工艺冶炼的材料，以减小非金属夹杂物的含量。
2）要特别注意提高零件的表面质量。表面状况对零件的疲劳磨损影响很大，如表面粗糙度对疲劳磨损有显著影响。其次采用表面处理的办法，如采用表面层渗碳、淬火、软氮化、喷丸、滚压等工艺，使表面层产生残余压力来提高零件的抗接触疲劳磨损的能力。最后应尽量避免表面出现如疏松、划痕、凹坑、沟槽、锈斑等缺陷，来提高抗疲劳磨损能力。
小零件范文6
关键词：加工表面完整性 表面粗糙度 冷作硬化 残余应力 振动切削
随着科技与生产的发展，高强度钢等新材料的应用日益增多。这些材料虽然具有良好的使用性能，但大多加工性能差，对其进行切削加工相当困难。因此在加工这些零件时，不仅要求保证其尺寸精度，而且要求保证其加工表面完整性。为了充分发挥新型材料良好的使用性能，研究和解决零件加工表面完整性问题显得尤为重要。
一、零件加工表面完整性对零件使用性能的影响
（一）表面粗糙度对零件使用性能的影响
表面粗糙度反映已加工表面的微观不平度高度。已加工表面粗糙度按其在加工过程中的形成方向分为纵向和横向粗糙度，一般将沿切削速度方向的粗糙度称为纵向粗糙度，垂直于切削速度方向（沿进给运动方向）的粗糙度称为横向粗糙度。一般纵向粗糙度主要决定于切削过程中产生的积屑瘤、鳞刺、刀具的边界磨损及加工过程中的变形与振动；横向粗糙度的产生除上述原因外，更重要的是受残留面积高度及副刀刃对已加工表面的挤压而产生的材料隆起等因素所支配，一般横向粗糙度比纵向粗糙度大得多。 当两个互相摩擦的零件配合时，由于零件表面粗糙不平，只有零件表面一些凸峰相互接触，而不是全部表面配合接触。由于实际接触面积小，因此单位面积上压力很大。当零件相互摩擦时，表面凸峰很快被压扁压平，产生剧烈磨损，从而影响零件的配合性质。同时，粗糙表面的耐腐蚀性比光滑表面差，因为腐蚀性物质容易聚集在粗糙表面的凹谷里和裂缝处，并逐渐扩大其腐蚀作用。
（二）冷作硬化对零件使用性能的影响
表面冷作硬化通常对常温下工作的零件较为有利，有时能提高其疲劳强度，但对高温下工作的零件则不利。由于零件表面层硬度在高温作用下发生改变，零件表面层会发生残余应力松驰，塑性变形层内的原子扩散迁移率就会增加，从而导致合金元素加速氧化和晶界层软化。此时，冷作硬化层越深、冷作硬化程度越大、温度越高、时间越长，塑性变形层内上述变化过程就越剧烈，进而导致零件沿冷作硬化层晶界形成表面起始裂纹。起始裂纹进一步扩展就会成为疲劳裂纹，从而使零件疲劳强度下降。切削加工后表面层的硬化程度取决于金属在切削过程中强化、弱化和相变作用的综合结果。当切削过程中强烈变形起主导作用时，已加工表面就产生加工硬化；而当切削温度起主导作用时，往往引起工件表层硬度降低和相变。因此，在加工中增大变形和摩擦都将加剧加工硬化现象，而较高的温度、较低的工件材料熔点则会减轻冷作硬化作用。
（三）残余应力对零件使用性能的影响
残余应力是指在没有外力作用情况下零件内部为保持平衡而存留的应力。残余应力的产生原因，一是在切削过程中由于塑性变形而产生的机械应力；二是由于切削加工中切削温度的变化而产生的热应力；三是由于相变引起体积变化而产生的应力。其中，切削表面层由于塑性变形，表面被拉长，基体的弹性变形易恢复，而表层的塑性变形不能恢复，因此表层受压，基体受拉，在表层产生残余压应力；切削温度的升高导致工件温度升高，但工件表层温度高于基体温度，待工件全部冷却后，表层冷却收缩受到基体的牵制，表面产生残余拉应力。影响残余应力的因素多而复杂，试验表明：凡能减小塑性变形和降低切削温度的因素都能使已加工表面的残余应力减小。
（四）应用振动切削改善零件加工表面完整性
通过以上分析，改善零件加工表面完整性对于改善零件使用性能、延长零件使用寿命非常重要。控制加工表面完整性的方法较多。在普通切削、磨削加工中，可针对不同的加工工艺方法，合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量和切削液，对零件进行表面处理和表面强化，从而得到要求的加工表面粗糙度和表面质量，改善零件加工表面完整性；此外，利用一些新的切削加工技术，如振动切削、低温切削、激光切削、水力切削等，也可达到提高加工表面质量、改善加工表面完整性的目的。
在改善零件加工表面完整性的众多方法中，振动切削技术较易实现且应用效果很好。
二、振动切削原理
振动切削的实质是在切削过程中使刀具或工件产生某种有规律的、可控的振动，使切削速度（或进给量、切削深度）按某种规律变化，从而改善切削状态，提高工件表面质量。
振动切削通过改变刀具与工件之间的空间―时间存在条件，从而改变切削加工机理，达到降低切削力和切削热、提高加工质量和加工效率的目的。振动切削是一种脉冲切削，切削时间短，瞬时切入切出，切削时工件还来不及振动，刀具即已离开工件。根据动态切削理论和冲量平衡理论，采用振动切削时切削温度低，工件表面质量好。在振动切削过程中，由于刀具周期性地接触和脱离工件，其运动速度的大小和方向不断改变。振动切削引起刀具速度变化和加速度的产生，使加工精度和表面质量明显提高。振动切削的特点使其在改善零件加工表面完整性方面独具优势。
三、振动切削改善零件加工表面完整性的优势
（一）降低切削力和切削温度
振动切削时，刀具与工件间相对运动速度的大小和方向均产生周期性变化，被加工材料的弹塑性变形和刀具各接触表面的摩擦系数都较小，且切削力和切削热均以脉冲形式出现，使切削力和切削温度的平均值大幅度下降（切削力仅为普通切削时的1/2～1/10，切屑的平均温度仅40℃左右），从而改善了切削条件，提高了工件加工质量和刀具使用寿命，减小了切削力引起的变形和切削温度引起的表面热损伤、表面热应力及工件热变形，尤其为需要热处理的零件减小热处理变形及裂纹创造了十分有利的条件，容易实现高精密加工。
（二）表面粗糙度小、加工精度高
振动切削破坏了积屑瘤的产生条件，同时由于切削力小、切削温度低及工件的刚性化效果，使加工表面粗糙度减小、几何精度提高。在振动切削中，虽然刀刃振动，但在刀刃与工件接触并产生切屑的各个瞬间，刀刃所处位置是保持不变的。由于工件与刀具在切削过程中的位置不随时间变化，从而提高了加工精度。
（三）切削液使用效果好
采用普通切削时，切屑总是压在刀具前刀面上形成一个高温高压区，切削液难以进入切削区，只能在刀具起间接冷却作用；采用振动切削时，由于切削为断续形式，当刀具与工件分离时，切削液从周围进入切削区，对刀尖进行充分冷却和。特别在超声振动切削时，由于超声振动形成的空化作用，一方面可使切削液均匀乳化，形成均匀一致的乳化液微粒；另一方面切削液更容易渗入材料的裂纹内，可进一步提高切削液使用效果，改善排屑条件。
（四）提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性
振动切削时，刀具的运动方式按正弦规律振动，在已加工表面形成细小刀痕，类似二次再加工时形成的花格式网状花纹。大量花纹均匀密布在零件工作表面上，使零件工作时易形成较厚油膜，可提高滑动摩擦的耐磨性。振动切削的残余应力很小，加工变质层较浅，只在刃口附近有很小加工变形，工作表面金相组织变化很小，与材料内部金相组织几乎相当，因此提高了工件表面耐腐蚀性。切削试验证明，振动切削工件表面的耐磨性及耐腐蚀性接近于磨削加工表面。
