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[摘 要]在机械加工中，表面质量是加工中的一个重要方面，而表面完整性又是影响表面质量的一个方面。本文首先对表面完整性的判定要素和评价指标体系进行了介绍，在此基础上说明机械加工工艺对零部件表面完整性的影响。
[关键词]机械；加工工艺；零部件表面完整性；影响
中图分类号：TH161.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0023-01
1 零部件表面完整性
零件的加工表面完整性是指：在机械工艺加工过程中，由于受控制的加工方法的影响，导致成品的表面状态或性能没有任何损伤，甚至有所加强的结果。于是，机械零件“表面完整性”要求零件经过机械加工后表面层完整无损，零件表面层的机械物理性能、金相组织等 均能满足使用要求，并确保具有一定的使用寿命。
1.1 机械零件“表面完整性”要素
任何零件在加工后，都不能到达预期的完美效果。在此针对表面纹理的形式、方向对密封性的影响总会存在着微观的偏差。为此，在机械工艺加工过程中，我们提出了零件的“表面完整性”.其有两点点判定要素：一是加工表面的几何特征。如粗糙度，加工表面缺陷。缺陷的种类很多，在切削过程中产生最多的就是毛刺。二是加工表层材料的性能。如反映表层的塑性变形与加工硬化、表层的残余应力及表层的金相组织变化等方面的物理力学性；反映表面锈蚀、光学性能等要求及其特殊性能。都是机械零件“表面完整性”的重要要素。对于某一单一零件，应根据具体要求选取评价要素内容作为具体评价指标。
1.2 机械零件“表面完整性”评价指标体系
表面完整性是从加工表面的几何纹理状态和表面受扰材料区的物理、化学、力学性能变化两个方面来评价和控制表面质量。其评价指标可归纳为如下五类：一是表面的纹理形貌：包括表面粗糙中欧的、表面波度和表面纹理方向。二是表面缺陷：包括加工毛刺、飞边、宏观裂纹、表面撕裂和皱折等缺陷。三是微观组织和表面冶金学、化学特性：包括金相组织、微观裂纹和表层化学性能。四是表面力学性能：包括加工硬化程度和深度、残余应力的大小、方向及分布情况。五是表面的其他工程技术特性：包括电子性能变化（电导率、磁性及电阻变化）、光学性能变化（对光的反射性能如光亮度等）。
2 机械加工工艺对零部件表面完整性的影响
2.1 刀具对零部件表面完整性的影响
刀具的影响是在机械加工工艺中对于零部件表面完整性影响的最重要因素。在对于刀具的影响中，切削加工影响零部件表面的粗糙度，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度。零件表面成形时，被加工工件的廓形是刀具的刃形（或者刃形的投影）“复印”出来的，或者被加工工件的廓形是切削刃在切削运动过程中，连续位置的包络线。刀具的运用技术有利于保证加工后零件上的点、线、面的实际位置与理想位置的完美符合程度。于是，不难发现，刀具的重要性。
2.2 切削对零部件表面完整性的影响
零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。切削加工中，由于振动、刀痕以及刀具与工件之间的摩擦，在工件已加工表面不可避免地留下一些微小峰谷。零件表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙度，也称微观不平度。以较高的切削速度切削塑性材料，可以减小进给量，来提高表面光洁度。零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。包括：车削加工（各种回转表面。如外圆、内圆、螺纹）、钻削加工（孔）、 铣削加工（平面、键槽、螺旋槽）、刨削加工（平面、V 型槽 ）磨削加工（外圆、内圆、锥面、平面），此外还有各种切削技术与规范。合理的运用这些技术，有利于零部件表面完整性的提高。
2.3 机械加工工艺中的表面光整加工技术
在整个机械制造的过程中表面的光整加工的环节对部件表面的完整性有着非常重要的作用，可以很好的改善零部件的质量。在部件取得相应的尺寸和几何标准之后，那些可以改善零部件质量的工艺或者方法我们称之为表面的光整加工技术。光整的操作可以分为磨具对部件表面的碰撞、滚压、挤压等，其可以显著的提高表面变质层的厚度来使得部件的耐磨性得到增加。光整加工，可以使得微观表面的尖峰，宏观表面的毛刺、尖角、锐边以及清除锈蚀等得以消除，大大增加了部件的完美程度。光整技术是指对部件的每一个表面进行一套完整的流程的处理，这样可以完善旧的工艺，比如粗磨、非精磨、精磨、砂带抛光、毛毡卡瓦抛光等。
2.4 零部件制造过程中机械设备的质量
机械加工产品的质量机械设备，工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具的质量关乎零部件的加工质量与经济价值。而零部件的加工质量是保证产品质量的基础。零部件表面的完整性包括几何参数包括几何形状、尺寸和相互位置三个方面。而机械的优良好坏，直接影响着零部件的质量问题。零部件的要求极其严格。每一道工序的制作都甚为重要。机械设备性能的好坏影响着表面完整性的精确地。好的机械设备能有效避免表面粗糙、毛刺、飞边、宏观裂纹、表面撕裂微观裂纹、塑性变形、变相、晶间腐蚀、麻点、撕裂、皱折、积屑瘤、融化和再沉积层、选择性腐蚀等缺陷。在零部件的表面完整性的提高中，机械加工中，多方面的因素都对工艺系统产生影响，从而造成各种各样的原始误差。理论上应采用理想的加工原理和完全准确的操作来获得零部件表面的完整性。但在实践操作中，完全精确的加工原理，常常很难实现这些原始误差，一部分与工艺系统本身的结构状态有关，一部分与机械设备有关。
2.5 机械加工工艺中原材料选择技术
机械加工的原材料是机械加工的主体。原材料质量的好坏直接决定了加工的质量好坏。如果机械加工的原材料发生问题，那么就算外在条件多好，有多高的技术水平，一切都是空谈的。原材料质量的一重大参考条件，就是零部件的表面完整性。我们要选择最合适的原材料进行有效的加工。对制作模具的原材料进行严格的质量把关，防止模具出现早期失效的热处理开裂的现象。
2.5 拟订工艺路线的合理性
在设计工艺的过程中，拟定工艺路线至关重要。要科学的使用零件加工工艺。①是要了解现有的一些加工的处理方式，并且可以科学的进行选择使用。②是要了解并处理好各表面的加工次序和热处理的安排。制定工艺操作准则，首先要加工基准面，对加工阶段的原则进行区分，进行先面后孔和光整加工的原则。在制造机械零部件的时候首先要了解设计对零部件的要求，如果在技术要求时有热处理和材料性能的要求的话，应在毛坯时进行。如果对表面的加工有要求，这需要在精加工完成后操作。尽最大的努力选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以有效防止因基准不够准确造成的误差，科学的安排加工余量，使得表面加工余量的均匀得到保障，在复杂的制造过程中，科学的工艺路线可以使其质量得到保障。
3 结束语
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求，而表面的完整性控制又是保证表面质量的重要环节，因此加强对机械加工中表面完整性的研究，具有重要的意义。文章主要从五个方面对机械加工中影响零部件完整性的因素进行了分析。
参考文献
[1] 陈家芳， 顾霞琴. 典型零件机械加工工艺与实例[M]. 上海科学技术出版社， 2010.
[2] 陈宏钧. 实用机械加工工艺手册[M]. 机械工业出版社， 2009.
[3] 马鹏飞， 张松生. 机械工程材料与加工工艺[M]. 化学工业出版社， 2008.
[关键词]机械；加工工艺；零部件表面完整性；影响
中图分类号：TH161.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0023-01
1 零部件表面完整性
零件的加工表面完整性是指：在机械工艺加工过程中，由于受控制的加工方法的影响，导致成品的表面状态或性能没有任何损伤，甚至有所加强的结果。于是，机械零件“表面完整性”要求零件经过机械加工后表面层完整无损，零件表面层的机械物理性能、金相组织等 均能满足使用要求，并确保具有一定的使用寿命。
1.1 机械零件“表面完整性”要素
任何零件在加工后，都不能到达预期的完美效果。在此针对表面纹理的形式、方向对密封性的影响总会存在着微观的偏差。为此，在机械工艺加工过程中，我们提出了零件的“表面完整性”.其有两点点判定要素：一是加工表面的几何特征。如粗糙度，加工表面缺陷。缺陷的种类很多，在切削过程中产生最多的就是毛刺。二是加工表层材料的性能。如反映表层的塑性变形与加工硬化、表层的残余应力及表层的金相组织变化等方面的物理力学性；反映表面锈蚀、光学性能等要求及其特殊性能。都是机械零件“表面完整性”的重要要素。对于某一单一零件，应根据具体要求选取评价要素内容作为具体评价指标。
1.2 机械零件“表面完整性”评价指标体系
表面完整性是从加工表面的几何纹理状态和表面受扰材料区的物理、化学、力学性能变化两个方面来评价和控制表面质量。其评价指标可归纳为如下五类：一是表面的纹理形貌：包括表面粗糙中欧的、表面波度和表面纹理方向。二是表面缺陷：包括加工毛刺、飞边、宏观裂纹、表面撕裂和皱折等缺陷。三是微观组织和表面冶金学、化学特性：包括金相组织、微观裂纹和表层化学性能。四是表面力学性能：包括加工硬化程度和深度、残余应力的大小、方向及分布情况。五是表面的其他工程技术特性：包括电子性能变化（电导率、磁性及电阻变化）、光学性能变化（对光的反射性能如光亮度等）。
2 机械加工工艺对零部件表面完整性的影响
2.1 刀具对零部件表面完整性的影响
刀具的影响是在机械加工工艺中对于零部件表面完整性影响的最重要因素。在对于刀具的影响中，切削加工影响零部件表面的粗糙度，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度。零件表面成形时，被加工工件的廓形是刀具的刃形（或者刃形的投影）“复印”出来的，或者被加工工件的廓形是切削刃在切削运动过程中，连续位置的包络线。刀具的运用技术有利于保证加工后零件上的点、线、面的实际位置与理想位置的完美符合程度。于是，不难发现，刀具的重要性。
2.2 切削对零部件表面完整性的影响
零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。切削加工中，由于振动、刀痕以及刀具与工件之间的摩擦，在工件已加工表面不可避免地留下一些微小峰谷。零件表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙度，也称微观不平度。以较高的切削速度切削塑性材料，可以减小进给量，来提高表面光洁度。零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。包括：车削加工（各种回转表面。如外圆、内圆、螺纹）、钻削加工（孔）、 铣削加工（平面、键槽、螺旋槽）、刨削加工（平面、V 型槽 ）磨削加工（外圆、内圆、锥面、平面），此外还有各种切削技术与规范。合理的运用这些技术，有利于零部件表面完整性的提高。
2.3 机械加工工艺中的表面光整加工技术
在整个机械制造的过程中表面的光整加工的环节对部件表面的完整性有着非常重要的作用，可以很好的改善零部件的质量。在部件取得相应的尺寸和几何标准之后，那些可以改善零部件质量的工艺或者方法我们称之为表面的光整加工技术。光整的操作可以分为磨具对部件表面的碰撞、滚压、挤压等，其可以显著的提高表面变质层的厚度来使得部件的耐磨性得到增加。光整加工，可以使得微观表面的尖峰，宏观表面的毛刺、尖角、锐边以及清除锈蚀等得以消除，大大增加了部件的完美程度。光整技术是指对部件的每一个表面进行一套完整的流程的处理，这样可以完善旧的工艺，比如粗磨、非精磨、精磨、砂带抛光、毛毡卡瓦抛光等。
2.4 零部件制造过程中机械设备的质量
机械加工产品的质量机械设备，工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具的质量关乎零部件的加工质量与经济价值。而零部件的加工质量是保证产品质量的基础。零部件表面的完整性包括几何参数包括几何形状、尺寸和相互位置三个方面。而机械的优良好坏，直接影响着零部件的质量问题。零部件的要求极其严格。每一道工序的制作都甚为重要。机械设备性能的好坏影响着表面完整性的精确地。好的机械设备能有效避免表面粗糙、毛刺、飞边、宏观裂纹、表面撕裂微观裂纹、塑性变形、变相、晶间腐蚀、麻点、撕裂、皱折、积屑瘤、融化和再沉积层、选择性腐蚀等缺陷。在零部件的表面完整性的提高中，机械加工中，多方面的因素都对工艺系统产生影响，从而造成各种各样的原始误差。理论上应采用理想的加工原理和完全准确的操作来获得零部件表面的完整性。但在实践操作中，完全精确的加工原理，常常很难实现这些原始误差，一部分与工艺系统本身的结构状态有关，一部分与机械设备有关。
2.5 机械加工工艺中原材料选择技术
机械加工的原材料是机械加工的主体。原材料质量的好坏直接决定了加工的质量好坏。如果机械加工的原材料发生问题，那么就算外在条件多好，有多高的技术水平，一切都是空谈的。原材料质量的一重大参考条件，就是零部件的表面完整性。我们要选择最合适的原材料进行有效的加工。对制作模具的原材料进行严格的质量把关，防止模具出现早期失效的热处理开裂的现象。
2.5 拟订工艺路线的合理性
在设计工艺的过程中，拟定工艺路线至关重要。要科学的使用零件加工工艺。①是要了解现有的一些加工的处理方式，并且可以科学的进行选择使用。②是要了解并处理好各表面的加工次序和热处理的安排。制定工艺操作准则，首先要加工基准面，对加工阶段的原则进行区分，进行先面后孔和光整加工的原则。在制造机械零部件的时候首先要了解设计对零部件的要求，如果在技术要求时有热处理和材料性能的要求的话，应在毛坯时进行。如果对表面的加工有要求，这需要在精加工完成后操作。尽最大的努力选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以有效防止因基准不够准确造成的误差，科学的安排加工余量，使得表面加工余量的均匀得到保障，在复杂的制造过程中，科学的工艺路线可以使其质量得到保障。
3 结束语
由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求，而表面的完整性控制又是保证表面质量的重要环节，因此加强对机械加工中表面完整性的研究，具有重要的意义。文章主要从五个方面对机械加工中影响零部件完整性的因素进行了分析。
参考文献
[1] 陈家芳， 顾霞琴. 典型零件机械加工工艺与实例[M]. 上海科学技术出版社， 2010.
[2] 陈宏钧. 实用机械加工工艺手册[M]. 机械工业出版社， 2009.
[3] 马鹏飞， 张松生. 机械工程材料与加工工艺[M]. 化学工业出版社， 2008.