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小零件范文1
【關鍵詞】玩具；小零件；安全
中國是一個玩具生產大國，全球約有75%的玩具是在中國生產的，玩具出口是我國出口貿易中的重要組成部分。隨著兒童玩具造成的意外傷害事件頻繁發生，以及歐美國家對我國制造玩具的頻頻召回，兒童玩具的安全問題受到了越來越多的關注。根據玩具召回數據分析，玩具主要存在物理機械危害和化學物質危害，物理機械危害中主要是小零件的窒息危險、尖邊傷害、夾傷和刺傷危險等，尤其以小零件的窒息危險比例最大。小零件存在嗆噎、窒息及磁通量超標的危險，已成為歐美通報我國兒童玩具不合格的主要原因之一。據統計， 2013年1季度，歐盟RAPEX和美國CPSC分別通報中國玩具76起和6起，其中因小零件引起窒息、化學傷害、磁通量超標等危險分別為38起和2起，占到通報數的50%和33.33%。歐盟新玩具安全指令2009/48/EC及其協調標準、美國ASTM F963物理安全性能均對小零件做出嚴格控制，我國玩具技術法規GB6675也參照國際玩具標準ISO8124分不同年齡段對小零件進行了相應的強制性要求。
1 小零件的判定
在沒有擠壓的情況下，將玩具、玩具可拆卸部件或玩具碎片以任意一個方向可以放入小零件圓筒中，如圖1所示。
圖1 小零件圓桶
2 玩具小零件的安全性案例分析及改進措施
兒童在玩耍過程中而出現小零件的玩具數量不少，因為兒童的心智還未成熟，不一定會按玩具預定的正常使用方式使用玩具，而是會隨心所欲地按照自己喜歡的方式玩耍擺弄玩具，如咬、亂扔、敲打、拆卸等，對玩具破壞性較大，更容易產生小零件。而小零件危害也是最常見的玩具危害，如果被兒童放進口中或鼻孔中，很可能會因為堵塞咽喉或氣管而造成咽喉或窒息，甚至在短短的幾分鐘內多人性命，或將小零件吸入肺部或卡在喉部，也會導致兒童傷害或死亡。下面就一些常見的含小零件玩具的危險進行案例分析，從而提出具體的改善措施。
1） 玩具在初始狀態下存在可拆卸的或者組裝的部件是小零件
案例品名：木制玩具 凸凸狗木玩 螺母拼拆裝車模（包裝封面見圖2a）
描述：這是一款讓孩子自己組裝一輛變形車的玩具，共有37個配件。配件中有木錘可以鑿東西，改錐可以擰螺絲，扳手也可以擰東西，尺可以量東西，老虎鉗可以夾東西；讓寶寶先學習如何使用工具，鍛煉手的靈活性，教寶寶怎么樣使用改錐將螺絲擰進去，怎樣才能擰出來，以及錘子和扳手的使用方法。（內部零件見圖2b）
適合年齡：三歲以上
材質：櫸木，水性油漆
安全性分析：首先該款玩具是在中國淘寶網站上搜索到的一款木質組裝玩具，因此首先明確的是該玩具是在中國境內銷售，應該符合的是GB6675-2003的要求。從玩具的封面上可以看出標記的文字說明為英文，玩具外包裝的底面左邊有用英文標識“有窒息危險，內含小零件不適合3歲以下的兒童使用”的警告語。安全標識是給消費者提供合適的安全信息：如購買的指示，玩具使用的提示。安全標識應該醒目、易讀、易懂、且不容易擦掉。很明顯該玩具中的英文標識對中國廣大消費者來說并不易讀和讀懂。個人認為應該在起眼的地方用中文標識有關安全的警告信息。并且有關玩具本身的玩耍信息，和廠家信息也應該標識清楚。再者，此款玩具按賣家敘述最小的木質螺母接近的一個一元硬幣的大小，為小零件，當然這不能代表什么，因為此款玩具已經表明是供三歲以上的兒童玩耍的，問題就出在這，我們可以很直觀的從外包裝上的圖案的看出，圖上的兒童是一位差不多7-11個月大的正在學習爬行的兒童。而這樣的畫面在選購玩具的家長眼里，是不是間接的表達了，三歲以下的兒童也同樣可以使用該款玩具。我覺得，一款玩具的外包裝彩圖也是一個推銷玩具的賣點，設計的好可以正確的引導消費人群購買，如果是與玩具不符合或者錯誤的引導人們去購物，很容易給兒童帶來安全隱患。
改善措施：外包裝的文字應該增加中文說明和添加中文說明的警告說明，配上合適的圖片，以便正確引導消費者購買。
a）封面 b）內部零件圖
圖2 變形車玩具
2）測試后或玩耍過程中出現小零件
案例一：
品名：毛絨玩具狗包包（圖3）
描述：本款玩具是在毛絨狗狗的本身上改裝成供兒童提，抓用的玩具包包。
適用年齡：全年齡段
出現的危害：經美標可預見的合理濫用測試中的拉力測試后玩具狗的眼睛被拉落，眼睛可以容入小零件圓筒，視為小零件。在現實生活中，若在兒童濫用拉扯下掉落，可能會讓兒童誤食，導致哽咽窒息的危險。
安全性分析：這款玩具是毛絨類的，有些工程師根據經驗判定其為適合全年齡段兒童使用。但經過仔細辨別，發現該玩具的眼睛是由緊固件固定的，玩具狗的眼睛是小零件，可以被兒童拇指和食指抓起或牙齒咬住的玩具組件，故要做濫用測試中的拉力測試，通過拉力計15lbf的拉力下，不足10s的時間，眼睛被拉脫落，不符合測試標準。
改善措施：玩具狗的眼睛是用緊固件進行固定的，應該確保兒童在玩耍的過程中不會因為拉扭等導致眼部脫落和誤食。經過分析，該玩具夠的眼睛之所以容易脫落，主要是螺母與螺絲連接的匹配性不是很好，導致螺栓與螺母的連接不牢靠，稍微用力就可能從螺母槽中脫落。改進的措施是，根據國家標準，選擇螺栓和匹配的連接螺母，連接牢固可靠；或者從設計著手，確保眼睛的表面光滑，連接處緊貼，縮小接觸面的半徑，使兒童無法抓起或者牙齒咬住玩具的眼睛。
圖3 毛絨玩具狗包包
案例二：
品名：帶糖果的玩具鳥（圖4）
適用年齡：18個月以上
圖4 帶糖果的玩具鳥
產品描述：這是一個由鳥的形狀和一根塑料管組成的，鳥的尾巴下端是一個吹嘴，可以供兒童吹來玩耍的玩具，鳥下端的塑料管內裝滿了顏色各異的糖果，是用來吃的，而鳥的身體里有一個橙色的小球，兒童吹的時候，會吹著小球一直轉動從而發出聲音。整個帶糖果的玩具鳥的材質都是塑料組成的。
安全性分析：該玩具鳥的尾部由一段含有吹嘴的塑料管組成，該吹嘴在使用過程中可以被拉脫并完全容入小零件圓桶中。在進行跌落測試時，該管會破裂而出現能夠完全容入小零件試驗器的小部件，從而會導致兒童不小心而吞食，造成窒息危險。被歐盟委員會勒令召回。
改進措施：首先它的吹嘴，在裝配上要足夠牢固，確保兒童無法使其脫落，或者讓吹嘴與玩具設計為一體；在選擇材料方面，要選擇材質好的，不易碎的，特別是塑料的彈性要好，不會被兒童摔到地上就跌出小零件。
【參考文獻】
[1]EN71.2011歐盟玩具安全標準[S].
[2]GB6675.2003國家玩具安全技術規范[S].
[3]ASTM F963.2008美國玩具安全標準[S].
小零件范文2
關鍵詞：工藝分析加工方案進給路線控制尺寸
隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控加工技術對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。而對于數控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產品。
1加工零件圖（圖1）
2確定零件車削加工方案
零件圖紙工藝分析－確定裝夾方案－確定工序方案－確定工步順序－確定進給路線－確定所用刀具－確定切削參數－編寫加工程序
2.1零件圖紙工藝分析
該零件尺寸精度要求較高，有外圓錐面,外圓弧面,內錐,內槽，內螺紋等形面。精度上，外圓Φ48與Φ38等外徑及長度方向尺寸精度較高。并且左圓錐面與右圓柱面具有同軸度要求，可見該零件結構復雜，適合數控加工。
2.2裝夾方案
形位精度的要求確定了零件的裝夾方案，從該零件可看出，需要經過多次掉頭裝夾才能達到要求。應先夾住左端面,除了直徑Φ40的外錐及內螺紋內槽不需加工外,其它的需加工完畢。接著掉頭夾住Φ38的外徑加工剩余的部分。第二次裝夾需以Φ38的外徑及左端面定位，采用百分表找正，才能較好保證同軸度。還需注意，第二次裝夾時該零件屬薄壁件，易變形，夾緊力要適當。
2.3工序方案
分為四道工序，工序1，夾住零件右端，夾位為30長，加工Φ48、Φ38柱面、R40、R4圓弧、保證外徑各個長度。工序2,加工Φ16、Φ30內圓柱,圓錐面、R2圓弧、保證內徑各個長度。工序3,工掉頭裝夾Φ38×25柱面，控制總長,加工Φ40外錐面；工序4鉆螺紋底孔,加工內槽。內螺紋。
2.4確定工步順序、進給路線及刀具
確定進給路線的工作重點，主要在于確定粗加工及空行程的進給路線，因精加工切削過程的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。
進給路線泛指刀具從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。
在保證加工質量的前提下，使加工程序具有最短的進給路線，不僅可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。
而刀具的選擇也是數控加工中重要內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。如下是對該零件工步順序、刀具的選擇。
①粗車外圓表面。刀具：90o外圓刀片,80o菱形刀片。Φ48、Φ30外圓、R40圓弧。
②半精車R4過渡圓弧。刀具：Φ6圓形刀。
③粗車內孔端部，刀具：三角形刀片。這道工步是為下一道工步服務，減少鉆削加工變形。
④鉆削內孔深部。刃具：Φ16鉆頭。
⑤粗車內錐面。刀具：55o菱形刀片。
⑥精車右端面。刀具：55o菱形刀片。
⑦精車內錐面。刀具：93o菱形刀片。
⑧精車外圓及圓弧面。刀具：93o外圓刀片,R3圓弧車刀。
⑨掉頭裝夾,粗、精車左端面,保證總長。刀具：55o菱形刀片。
⑩粗車Φ40外錐面。刀具：90o外圓刀片。
11粗、精螺紋底孔。刀具：93o菱形刀片。
12精車Φ40外錐面。刀具：93o外圓刀片。
13)車內螺紋退刀槽及車螺紋。刀具：90o內槽刀片及60o內螺紋刀片。
2.5確定切削用量
切削用量是衡量工作運動大小的數值，它的選擇與保證工件質量和提高生產效率有密切的關系。切削用量主要包括切削速度、進給量和切削深度。切削用量大小決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。經濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削用量。如下是對該零件切削用量的選擇。
①外圓柱面
粗車:S=600r/minF=80mm/minap=4mm
精車:S=1000r/minF=100mm/minap=1mm
②內圓柱面
粗車:S=600r/minF=60mm/minap=3mm
精車:S=1000r/minF=80mm/minap=1.5mm
③內槽S=600r/minF=50mm/minap=4mm
④內螺紋S=600r/min
2.6指令(GSK980T系統)選擇
①準備功能指令GOOG01G71G73G75G76
②輔助功能指令M03M05M08M09M00M30
③刀具功能代碼T
④主軸功能代碼S
3控制尺寸精度的方法
數控加工中，經常碰到這樣一種現象：程序自動運行后，停車測量，發現工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規律。這時可采取以下常用的控制尺寸的方法。
①修改刀補值保證尺寸精度。由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下：根據“大減小，小加大”的原則，在刀補001～004處修改。如用1號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.2mm，而001處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.6，減少1號刀補。
②修改程序控制尺寸。如用2號外圓刀加工完上圖工件后，經粗加工和半精加工后停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ48.06mm、φ38.03mm。這時，可以采用修改程序的方法進行補救，方法為把X48改為X47.93，X38改為X37.97，這樣一來，這兩處外圓能達到要求。
經過上述程序和刀補雙管齊下的修改后，再調用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。
4結語
數控車削加工是基于數控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的加工工藝分析能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的工件。
小零件范文3
1機械加工多
在航空電器微小零件的加工當中，一些細長比大的零件用一般的加工設備與機器是很難完成的。比如說航空電器當中的軸類零件與沖壓模當中的孔類沖頭等等，機械法很難進行其加工制造。特殊的加工方法如電火花與線切割等，也不能滿足這類零件的加工與制造要求。所以，要想達到航空電器當中微小零件的準確加工，就必須要采用特殊的加工方法。微小的孔與異形孔的加工，利用電火花技術是最為覺的，但是加工精度高規格小的零件對于電極來說一直存在困難。而金屬線放電磨削法可以很好地解決這一問題，大大提高零件的加工精準度，并可以加工與制造多種開關的微小零件。另外，零件的放電加工與工具成形加工是在同一個機床上進行的，這就使得工具的調換與松緊對于其偏心的誤差影響較小，因此提高加工制造的精準度。在國外，規格在7.8微米的零件孔已經可以進行成功制造，這樣就完全可以達到航空電器微小零件的加工與制造要求。其次，WEDG技術制造的加工沖模所用的沖頭與電極，將此電極運用在沖模的制造當中。運用這樣的方法加工與制造的沖模與沖頭在間隙上可以達到航空電器的標準。
除了航空電器微小零件的制造之外，其合格檢測也是一個重要的程序。傳統的檢測方法根本不能滿足航空電器微小零件的合格檢測要求，因此，必須要加強微小零件加工過程的控制與管理。在進行航空電器微小零件的加工制造之時，其加工設備都要被放大投影到相關的顯示系統之上，這樣可以加強加工工作人員對于加工過程的監管與控制，可以大大提高零件加工表面的精度與粗糙度，發現問題也可以及時進行修正，降低零件的加工與制造成本。
2焊接程序多
在航空電器零件的加工過程當中，會有許多焊接程序，并且特種精細的焊接技術經常被使用。無論是什么樣的設備，在其進行裝配的過程當中都會涉及到焊接程序。當然，航空電器微小零件的焊接是傳統的焊接技術不能滿足的，因為航空電器的微小零件有其自身的特殊性。一般來說，航空電器微小零件的質量輕、精度高、規格小、觸點薄，所以進行焊接工作的空間很小，觸點的定位也不容易，加之被焊接的物體剛度較小，很容易在焊接的過程當中出現變形等意外情況。另外，在進行玻璃封接絕緣子離焊縫時，傳統的焊接技術所需溫度較高，很容易使絕緣子出現裂縫，也可能發生泄漏。激光焊接與電子束、離子焊接都是較好的選擇。航空電器微小零件的種類偏多，所以零件的規格與精度要求數量也多，材料與成品中的一部分需要自己制造。這些現象大多會出現在一些特殊材料的零件之上，比如金基異型材料的焊接需要利用真空擴散焊，觸點需要工作人員自己去制造。
3小結
小零件范文4
[關鍵詞]薄壁；高速；程序設計；磨損補償
中圖分類號：TG54 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0044-01
引言
近年來，隨著數控技術的發展，數字化控制的加工中心設備為生產加工開辟了新的加工模式，越來越多的機械行業開始采用數控設備加工多型面、高精度尺寸等要求較復雜的零件。而對于小型數控機床來說，一般新設備的加工精度和重復定位精度均可達到0.008mm，加之刀具、夾具、加工材料等因素的影響，所加工出零件的尺寸精度一般可達到0.02mm，對于大部分航空零部件的加工要求均可滿足，但目前對于薄壁件來講，零件的加工質量、效率不易保證，本文是在加工隔板等零件時，利用這些設備，采用了避免加工變形的方法，進行高效的加工，最終完成零件的優質交付，保證整個切削過程的穩定性。
1.零件的工藝分析
此零件模型見下圖一，零件材料為30CrMnSiA，硬度不高，但表面粗糙度不易保證。零件結構相對復雜，壁厚薄、精度和表面質量要求高且零件為中小批量生產，利用普通的數控加工方案和編程技術，不能滿足加工精度和批量生產的需要。零件的結構特點為：切削性能良好，屬于典型的薄壁盤類結構，外形尺寸不大，周邊及內部筋的厚度僅為1mm，型腔深度為3mm。此零件在加工過程中如果工藝方案或加工參數設置不當，極易變形，造成尺寸超差。
2.加工方案制定
2.1 加工基準的確定
由于零件最終成型為薄壁零件，如果將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，加工時僅能采用軸向壓緊的方式進行零件的裝夾，但這種方式一方面存在定位誤差，另一方面在加工時壓緊的部位會與刀具產生干涉現象，這樣就需要反復的松開、壓緊零件的裝夾部位，這種方式產生的零件變形會受零件的人為壓緊力大小的變化而變化，變形量可達0.15mm，遠超出零件的公差要求。
為防止上述現象的發生，采用了預留工藝基準的方法，在零件的外圈增加余量，10mm左右的環帶，作為工藝基準面，然后將零件的上下表面應用平面磨床磨平整，高度尺寸公差控制在0.01mm以內，作為下一工序―銑加工型面的基準，待銑加工完成上下型面后應用線切割的方法將其去除。
2.2 刀具的選擇
為防止零件變形，盡可能選用小規格刀具，高速加工，并將零件進行去應力熱處理，這樣就避免了零件的內應力加工變形。根據零件材料，選擇國產硬質合金立銑刀，雙刃，大螺旋角，刃前部位空間大，易于排屑，而且刀具耐磨、價格低。經過實踐發現該刀具非常適合此材料的高速加工。為防止在拐角處走刀路徑忽然改變而導致沖擊力太大，所以高速加工時清根加工刀具規格盡量避免選用與拐角半徑一致的刀具，故此次選用Φ6mm的立銑刀（拐角為R3mm）。裝刀時，刀具盡可能縮短伸出長度，以保證高速加工時的刀具強度。
2.3 加工方式的確立
此零件的數控加工程序是基于UG軟件生成的。應用此軟件畫出實體，按設計尺寸正確構造出要加工的輪廓線生成實體模型，選擇適當的加工部位和參數等即可生成用于加工的程序。
下刀方式：采用螺旋下刀，可以改善進刀時的切削狀態，保持較高的進刀速度和較低的切削負荷。走刀方式：選用平行環繞并清角（Pocket-Parallel，Spiral，clean Cor-ners）方式，從內到外，四個型腔同步加工，可以減少零件加工受力不均，避免加工變形。進、退刀方式：以圓弧方式接近、離開工件，可以避免忽然接觸工件時產生接刀痕，保證零件的表面質量。加工時按順銑方式，將底面的加工余量分兩次完成，粗銑時吃刀量0.5m，刀路重疊80%，轉速6000r/min，進給速度1400mm/min；精加工時，背吃刀量0.1mm，轉速升至8000r/min，進給1600mm/min，底面的表面質量非常好。其道路軌跡如圖二所示，由里向外逐步擴展，與外形相似，刀路平順、柔和，盡量減少劇烈變化，以免引起機床振動。需要注意的是，精加工底面時，側面是無余量切削，以免銑到側面是吃刀量增大零件受力變形。
粗銑時走刀方式選用Contour（外形銑削）方式。加工時，按Z軸分層并以順銑的方式進行，轉速6000r/min，進給速度1400mm/min，型腔同時逐層向下銑，層切深為0.5mm。但不可一個型腔銑削后在銑削下一個型腔。由于，當第一個型腔加工完后，內部筋的壁厚只剩2mm左右，而加工下一個型腔時，這會導致支撐力變小，內部筋受切削力的影響而變形；若四個型腔同時逐層向下銑削時，相對而言支撐力要大得多。加工的刀路軌跡如圖二所示。
3.加工方案驗證
按上述加工方案對零件進行加工驗證，原夾緊方式為三爪卡盤徑向夾緊方式加工零件的一面，再反復裝夾、壓緊零件的不同部位進行加工零件的另一型面，這樣的方式易使零件的內部產生加工應力，當零件拆卸下來的時候發生變形，采用軸向的壓緊方式，由于零件的上下兩平面均為磨削出來的，且工藝基準不會受壓緊力的影響，所以零件的變形得到了較好的控制。
另外，刀具的選擇，大大減小了加工變形量。并且采用高速加工的方法，使銑刀的切削力降低，應注意避免和減小加工應力集中。
采用高速切削技術能使整體加工效率提高幾倍乃至十幾倍。傳統的切削加工方式為“重切削”方式，每一刀切削排屑量大（切削深度大，但進給速度低）；而高速切削為“輕切削”方式，采用小吃刀深度、高主軸轉速和高進給速度，每一刀切削排屑量小，切削深度小，但切削線速度大，進給速度高，這樣可顯著提高工件材料切除率，切削效率高。
4.試驗結論
零件的加工表面質量好。這是高速切削時顯示出的優勢，切削液的充分、冷卻、沖洗和排屑斷屑作用，減少刀具與工件、切屑之間的摩擦，降低切削力，切屑迅速排除，切削熱也隨著鐵屑一起排出，刀具耐用度提高，保證了工件加工精度要求。盡管高速切削的各種特定條件和影響高速切削的各種因素，給相應的技術解決方案及措施帶來很多難點，如針對不同的工件材料和切削用量設計刀具結構、幾何參數、相應的斷屑槽形，在較長時間內保持刀尖硬度和鋒利性，使刀具材料不易發生化學反應等。但通過嘗試后，應用這些改進措施，高速切削保證了零件的加工質量，超出了常規切削的加工質量、生產率和刀具耐用度，且生產成本低，在高速切削過程中，大部分的切削熱被切屑和刀具承載，切屑被快速處理掉，而刀具卻持續承受切削熱和切削力，這樣保證了零件的加工質量，避免零件的變形。
綜上所述，盡管高速切削加工的刀具和機床成本有所增加，但由于節省了大量的切削成本，而且切削速度提高、切削時間變短、設備利用率提高，使得綜合生產成本大幅度下降。
5.結束語
本文通過以上對薄壁零件在數控銑機床上加工過程的研究，針對加工過程中導致零件變形的因素做了一些改進方案和新的加工技巧，消除零件在整個加工過程中的變形，直至零件各工序加工合格。為薄壁零件的加工做了大量的工作，由于現階段質量和效率決定著一個企業的成敗，這里對目前我們加工此類零件進行了初步的總結和探討，希望能對此類產品的加工有所幫助。
參考文獻
[1] 張云電.薄壁缸套生產技術.國防工業出版社，2000.
小零件范文5
蘇建成
（中國蚌埠汽車士官學校裝備保障系，安徽蚌埠233011）
汽車零部件的磨損，是零件工作表面的物質由于表面相對運動而不斷耗損的現象。磨損可以看作是摩擦表面的相互作用，表面在摩擦過程中的變化和表面材料微粒的脫落三個依次進行的過程。
磨損失效是零件的磨損使其尺寸誤差和形狀誤差超過了允許值。例如汽車發動機的氣缸磨損后，不但使其與活塞環、活塞裙部的配合間隙增大，而且使其形狀變化，圓柱度和圓度超差，導致氣缸與活塞之間的密封性能變壞，積炭增多等缺陷的形成。磨損是由摩擦引起的，磨損的快慢還與相互運動的零件之間的條件等有密切關系。
磨損是個十分復雜的現象，也是個復雜的多學科問題，它與零件所受的應力狀態、工作與條件、加工表面形貌、材料的組織結構與性能，以及環境介質的化學作用等一系列因素有關。按表面破壞機理的特征，磨損可分為磨料磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損等。前三種是磨損的基本類型，后二種磨損形式只是在某些特定條件下才會發生。
1磨損磨損
1.1磨料磨損及其失效
物體表面與硬質顆粒或硬質凸出物相互摩擦引起表面材料損失的現象稱為磨料磨損。磨料磨損是最常見的，同時也是危害最為嚴重的磨損形式。統計表明，在各類磨損形式中，它大約占磨損總消耗的50％。對汽車發動機來說，空氣中的塵埃、燃潤料里的夾雜物、零件在摩擦過程中剝落的磨屑都是磨料的來源。如粒度為20μm~30μm的塵埃將引起曲軸軸頸、氣缸表面的嚴重磨損，而1μm以下的塵埃同樣會使凸輪挺桿副磨損加劇。
磨料磨損的失效機理目前有四種假說：一是以微量切削為主的假說，該假說認為磨損是由于磨料從金屬表面上切下微量切屑而造成的，其根據是實驗室里磨料磨損試驗所獲得的磨屑像切削加工的切屑一樣，呈螺旋形、彎曲形等。；二是以疲勞破壞為主的假說，該假說認為金屬同磨料摩擦時，金屬的同一顯微體積經多次塑性變形，使金屬產生疲勞破壞，小顆粒從表層上脫落下來。但他并不排除同時存在磨料直接切下金屬的過程。滾動接觸疲勞破壞產生的微粒多呈球形。；三是以壓痕為主的假說，對塑性較大的材料，磨料在壓力作用下壓入材料表面，在摩擦過程中，壓入的磨料犁耕另一金屬表面，形成溝槽，使金屬表面受到嚴重的塑性變形，壓痕兩側金屬已經受到破壞，其它磨料很容易使其脫落。；四是以斷裂為主的假說，該假說主要針對脆性材料，以脆性斷裂為主。當磨料壓入和擦劃金屬表面時，壓痕處的金屬產生變形，磨料壓入的深度達到臨界深度時，隨壓力而產生的拉伸應力足以使裂紋產生。
總之，磨料磨損是磨料的機械作用，這種機械作用在很大程度上與磨料的性質、形狀及尺寸大小，固定的程度以及載荷作用下磨料與被磨表面的機械性能有關。
1.2預防或減輕磨料磨損的措施
為了減輕零件磨料磨損的危害，可采取如下措施：
1）應選擇耐磨料磨損的材料和表面處理工藝。常用的表面處理工藝有滲硼、鍍鉻、噴涂陶瓷或其他硬材料。
2）查明磨料進入摩擦副的通道，采取嚴格的密封和過濾措施防止或減少磨料進入其內部。
3）選擇合適的油，加強對摩擦副的。
2粘著磨損
2.1粘著磨損及其失效
摩擦副相對運動時，由于固相焊合作用的結果，造成接觸面金屬損耗的現象稱為粘著磨損。干摩擦和在不良條件下工作的滑動摩擦副容易產生粘著磨損，嚴重時會使摩擦副咬死。在汽車零件中，如氣缸套與活塞、活塞環、曲軸軸頸與軸承、凸輪與挺桿、差速器十字軸和齒輪等在裝配、作用不當時，都可能產生粘著磨損。
由于表面存在微觀不平，表面的接觸發生在微凸體處，在一定載荷的作用下，接觸點處發生塑性變形，使其表面膜被破壞，兩摩擦表面金屬直接形成粘結點(即固相焊合)。當零件表面缺乏，相對滑動速度較小而比壓很大、超過表面實際接觸點處屈服極限時，會發生這類磨損，也稱為第一類粘著磨損。
當摩擦副在高的滑動、高接觸應力的工作條件下，摩擦表面實際接觸的微凸體，因大量的摩擦熱而產生熔化和熔合，相互粘接在一起，又在相對運動中被撕裂，嚴重時造成相對運動停止，這種形式的磨損稱為第二類粘著磨損，也稱為熱磨損。
發動機中的“拉缸”、“抱軸”都屬于這類磨損。這是一種嚴重而危險的破壞過程，常常是突然發生的，應設法避免。
2.2預防或減輕粘著磨損的措施
粘著磨損的發生與材料特性、零件表面粗糙度、油、零件運動速度和單位面積上的壓力等因素有關，為了減少粘著磨損，在使用與修理中可采取如下措施：
1）保證配合副合理的裝配間隙(如氣缸與活塞間隙等)。
2）正確選擇摩擦副的材料。汽車修理尤其是舊件修理，選擇材料應特別注意其針對性。為減輕粘著磨損。
3）按規定的油品種進行適時的，并在使用中注意加添或更新。如在油中加入油性和極壓添加劑，能大幅度提高油膜的吸附能力以及油膜強度，即大幅度提高邊界能力，因而可大幅度提高粘著磨損抗力。
4）對摩擦副表面進行適當的表面處理。進行表面淬火、滲碳、磷化、鍍鉻等處理。
5）應保證在使用中發動機的系與冷卻系各部件及監視儀表工作正常。
3表面疲勞磨損
3.1表面疲勞磨損及其失效
兩接觸表面在交變接觸壓力的作用下，材料表面因疲勞而產生物質損失的現象稱為表面疲勞磨損。表面疲勞磨損一般多出現在相對滾動或滾動——滑動復合運動的點接觸或線接觸的摩擦副，如齒輪副的輪齒表面、滾動軸承的滾珠和滾道以及凸輪副等?；瑒幽Σ習r，也會出現疲勞破壞，如巴氏合金軸承表面材料的疲勞剝落。
表面疲勞磨損是疲勞和摩擦共同作用的結果，其失效過程可分為兩個階段：一是疲勞核心裂紋的形成；二是疲勞裂紋的發展直至材料微粒的脫落。
表面疲勞磨損與零件材料、熱處理的金相組織、表面粗糙度、接觸精度以及狀態有關。材料的強度和硬度影響表面疲勞磨損，材料的抗斷裂強度愈大，則磨損微粒分離所需要的疲勞循環次數也愈多，可以提高耐磨性。零件的強化層(滲碳層、氮化層等)要合理，使最大剪切應力在強化層內，則能提高抗疲勞磨損的能力。另外，零件摩擦表面間的油粘度較高時，由于接觸部分的壓力近乎均勻，同時油液不易滲入裂紋，從而能提高表面抗疲勞磨損的能力。
3.2預防或減輕疲勞磨損的措施
疲勞磨損的快慢與材料的機械性能、接觸表面承受的單位壓力、載荷單位時間內的循環次數等因素有關。
為了降低零件的疲勞磨損可采取如下措施：
1）選用合適的材料和硬度。對于承受疲勞磨損的零件，其材料最好選用真空冶煉和電渣重熔工藝冶煉的材料，以減小非金屬夾雜物的含量。
2）要特別注意提高零件的表面質量。表面狀況對零件的疲勞磨損影響很大，如表面粗糙度對疲勞磨損有顯著影響。其次采用表面處理的辦法，如采用表面層滲碳、淬火、軟氮化、噴丸、滾壓等工藝，使表面層產生殘余壓力來提高零件的抗接觸疲勞磨損的能力。最后應盡量避免表面出現如疏松、劃痕、凹坑、溝槽、銹斑等缺陷，來提高抗疲勞磨損能力。
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關鍵詞：加工表面完整性 表面粗糙度 冷作硬化 殘余應力 振動切削
隨著科技與生產的發展，高強度鋼等新材料的應用日益增多。這些材料雖然具有良好的使用性能，但大多加工性能差，對其進行切削加工相當困難。因此在加工這些零件時，不僅要求保證其尺寸精度，而且要求保證其加工表面完整性。為了充分發揮新型材料良好的使用性能，研究和解決零件加工表面完整性問題顯得尤為重要。
一、零件加工表面完整性對零件使用性能的影響
（一）表面粗糙度對零件使用性能的影響
表面粗糙度反映已加工表面的微觀不平度高度。已加工表面粗糙度按其在加工過程中的形成方向分為縱向和橫向粗糙度，一般將沿切削速度方向的粗糙度稱為縱向粗糙度，垂直于切削速度方向（沿進給運動方向）的粗糙度稱為橫向粗糙度。一般縱向粗糙度主要決定于切削過程中產生的積屑瘤、鱗刺、刀具的邊界磨損及加工過程中的變形與振動；橫向粗糙度的產生除上述原因外，更重要的是受殘留面積高度及副刀刃對已加工表面的擠壓而產生的材料隆起等因素所支配，一般橫向粗糙度比縱向粗糙度大得多。 當兩個互相摩擦的零件配合時，由于零件表面粗糙不平，只有零件表面一些凸峰相互接觸，而不是全部表面配合接觸。由于實際接觸面積小，因此單位面積上壓力很大。當零件相互摩擦時，表面凸峰很快被壓扁壓平，產生劇烈磨損，從而影響零件的配合性質。同時，粗糙表面的耐腐蝕性比光滑表面差，因為腐蝕性物質容易聚集在粗糙表面的凹谷里和裂縫處，并逐漸擴大其腐蝕作用。
（二）冷作硬化對零件使用性能的影響
表面冷作硬化通常對常溫下工作的零件較為有利，有時能提高其疲勞強度，但對高溫下工作的零件則不利。由于零件表面層硬度在高溫作用下發生改變，零件表面層會發生殘余應力松馳，塑性變形層內的原子擴散遷移率就會增加，從而導致合金元素加速氧化和晶界層軟化。此時，冷作硬化層越深、冷作硬化程度越大、溫度越高、時間越長，塑性變形層內上述變化過程就越劇烈，進而導致零件沿冷作硬化層晶界形成表面起始裂紋。起始裂紋進一步擴展就會成為疲勞裂紋，從而使零件疲勞強度下降。切削加工后表面層的硬化程度取決于金屬在切削過程中強化、弱化和相變作用的綜合結果。當切削過程中強烈變形起主導作用時，已加工表面就產生加工硬化；而當切削溫度起主導作用時，往往引起工件表層硬度降低和相變。因此，在加工中增大變形和摩擦都將加劇加工硬化現象，而較高的溫度、較低的工件材料熔點則會減輕冷作硬化作用。
（三）殘余應力對零件使用性能的影響
殘余應力是指在沒有外力作用情況下零件內部為保持平衡而存留的應力。殘余應力的產生原因，一是在切削過程中由于塑性變形而產生的機械應力；二是由于切削加工中切削溫度的變化而產生的熱應力；三是由于相變引起體積變化而產生的應力。其中，切削表面層由于塑性變形，表面被拉長，基體的彈性變形易恢復，而表層的塑性變形不能恢復，因此表層受壓，基體受拉，在表層產生殘余壓應力；切削溫度的升高導致工件溫度升高，但工件表層溫度高于基體溫度，待工件全部冷卻后，表層冷卻收縮受到基體的牽制，表面產生殘余拉應力。影響殘余應力的因素多而復雜，試驗表明：凡能減小塑性變形和降低切削溫度的因素都能使已加工表面的殘余應力減小。
（四）應用振動切削改善零件加工表面完整性
通過以上分析，改善零件加工表面完整性對于改善零件使用性能、延長零件使用壽命非常重要?？刂萍庸け砻嫱暾缘姆椒ㄝ^多。在普通切削、磨削加工中，可針對不同的加工工藝方法，合理選擇刀具材料、刀具幾何參數、切削用量和切削液，對零件進行表面處理和表面強化，從而得到要求的加工表面粗糙度和表面質量，改善零件加工表面完整性；此外，利用一些新的切削加工技術，如振動切削、低溫切削、激光切削、水力切削等，也可達到提高加工表面質量、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眾多方法中，振動切削技術較易實現且應用效果很好。
二、振動切削原理
振動切削的實質是在切削過程中使刀具或工件產生某種有規律的、可控的振動，使切削速度（或進給量、切削深度）按某種規律變化，從而改善切削狀態，提高工件表面質量。
振動切削通過改變刀具與工件之間的空間―時間存在條件，從而改變切削加工機理，達到降低切削力和切削熱、提高加工質量和加工效率的目的。振動切削是一種脈沖切削，切削時間短，瞬時切入切出，切削時工件還來不及振動，刀具即已離開工件。根據動態切削理論和沖量平衡理論，采用振動切削時切削溫度低，工件表面質量好。在振動切削過程中，由于刀具周期性地接觸和脫離工件，其運動速度的大小和方向不斷改變。振動切削引起刀具速度變化和加速度的產生，使加工精度和表面質量明顯提高。振動切削的特點使其在改善零件加工表面完整性方面獨具優勢。
三、振動切削改善零件加工表面完整性的優勢
（一）降低切削力和切削溫度
振動切削時，刀具與工件間相對運動速度的大小和方向均產生周期性變化，被加工材料的彈塑性變形和刀具各接觸表面的摩擦系數都較小，且切削力和切削熱均以脈沖形式出現，使切削力和切削溫度的平均值大幅度下降（切削力僅為普通切削時的1/2～1/10，切屑的平均溫度僅40℃左右），從而改善了切削條件，提高了工件加工質量和刀具使用壽命，減小了切削力引起的變形和切削溫度引起的表面熱損傷、表面熱應力及工件熱變形，尤其為需要熱處理的零件減小熱處理變形及裂紋創造了十分有利的條件，容易實現高精密加工。
（二）表面粗糙度小、加工精度高
振動切削破壞了積屑瘤的產生條件，同時由于切削力小、切削溫度低及工件的剛性化效果，使加工表面粗糙度減小、幾何精度提高。在振動切削中，雖然刀刃振動，但在刀刃與工件接觸并產生切屑的各個瞬間，刀刃所處位置是保持不變的。由于工件與刀具在切削過程中的位置不隨時間變化，從而提高了加工精度。
（三）切削液使用效果好
采用普通切削時，切屑總是壓在刀具前刀面上形成一個高溫高壓區，切削液難以進入切削區，只能在刀具起間接冷卻作用；采用振動切削時，由于切削為斷續形式，當刀具與工件分離時，切削液從周圍進入切削區，對刀尖進行充分冷卻和。特別在超聲振動切削時，由于超聲振動形成的空化作用，一方面可使切削液均勻乳化，形成均勻一致的乳化液微粒；另一方面切削液更容易滲入材料的裂紋內，可進一步提高切削液使用效果，改善排屑條件。
（四）提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性
振動切削時，刀具的運動方式按正弦規律振動，在已加工表面形成細小刀痕，類似二次再加工時形成的花格式網狀花紋。大量花紋均勻密布在零件工作表面上，使零件工作時易形成較厚油膜，可提高滑動摩擦的耐磨性。振動切削的殘余應力很小，加工變質層較淺，只在刃口附近有很小加工變形，工作表面金相組織變化很小，與材料內部金相組織幾乎相當，因此提高了工件表面耐腐蝕性。切削試驗證明，振動切削工件表面的耐磨性及耐腐蝕性接近于磨削加工表面。
