机械零件表面处理技术的研究与应用

陈培生

摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，机械零件表面处理技术是机械制造领域的一个重要分支，其目的是通过对机械零件表面的处理和改善，提高机械零件的性能、耐磨性和寿命，满足不同领域对机械零件的不同需求。随着现代工业技术的不断发展，机械零件表面处理技术也在不断创新和进步，从传统的机械加工、化学处理和电化学处理，逐渐发展到现代的激光加工、等离子喷涂和电子束加工等新兴技术。

关键词：机械零件；表面处理技术；应用

引言

随着科学技术的迅速发展，各类新型制造技术和制造设备广泛应用于制造业，提高了机械化制造水平，推进了我国零件加工技术的优化和创新。零件精度出现误差容易影响产品的正常使用，消耗企业成本和人力资源，不利于企业的稳步发展。因此，需要提高零件的加工精度，关注机械加工工艺技术对零件加工精度的影响，提出优化措施，进一步推动零件加工工艺的发展与进步。

1加工刀具选择与刀具路径优化

在农业机械零件的数控加工中，刀具的选择和刀具路径的优化是影响加工质量和加工效率的重要因素。刀具选择需要考虑加工材料的硬度、粘附性、磨损情况等因素，同时也需要考虑切削力、切削速度、进给量等因素。不同材料的加工需要选择不同的刀具材质和几何形状。例如，对于高硬度的材料，需要选择硬质合金刀具或陶瓷刀具;对于高粘附性材料，需要选择涂层刀具或金属刀具;对于易磨损的材料，需要选择抗磨刀具等。此外，刀具的选择还需要考虑加工形状和加工精度等因素。刀具路径优化是指在加工过程中，通过优化刀具路径来提高加工效率和加工质量。刀具路径的优化需要考虑多种因素，例如减小空转时间、减少刀具重复进出零件、减少切削力等。在进行刀具路径优化时，需要考虑零件的结构形状、加工材料、刀具材质和加工工艺等因素。同时，还需要考虑加工效率和加工精度的平衡，避免过度优化导致加工精度下降。在实际应用中，可以通过CAD/CAM软件来进行刀具选择和刀具路径优化。CAD软件可以根据零件的三维模型进行刀具路径的规划和仿真分析，而CAM软件则可以生成实际的刀具路径和数控程序。通过CAD/CAM软件的优化，可以提高加工效率、降低成本、提高产品质量。

2零件修复和更新

通过对受损或老化的零件进行扫描和重新设计，可以使用数控加工技术制造新的零件，并保证其与原始零件的精确匹配，这种方法通常被称为“逆向工程”，可以用于修复农业机械中的受损零件或更新老化零件。通过逆向工程和数控加工技术，农机维修人员可以快速获得受损或老化零件的替代品，并确保其与原始零件的精确匹配，可以延长农机的使用寿命，减少停机时间，并降低维修成本。

3化学处理技术

化学处理技术是利用化学反应对零件表面进行处理，常用于改善材料的表面性能、清洁表面、增强耐蚀性。化学处理技术主要包括酸洗、碱洗、电镀和阳极氧化 。1)酸洗。通过将零件浸泡在酸性溶液中，利用酸与零件表面的氧化物、锈蚀物或污垢发生化学反应，以去除不良表面层和提高表面质量。常用的酸洗剂包括盐酸、硝酸、硫酸等。2)碱洗。将零件浸泡在碱性溶液中，利用碱与油脂、有机物等发生化学反应，去除表面的油污和有机污染物。常用的碱洗剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等。3)电镀。电镀是利用电解作用，在零件表面形成一层金属覆盖层，以提高零件的耐腐蚀性、耐磨性和外观质量。常见的电镀方法包括镀铬、镀镍、镀锌等。4)阳极氧化。阳极氧化是将金属零件作为阳极，在电解液中施加电流，使金属表面产生氧化反应，形成一层致密的氧化层。阳极氧化常用于铝和其合金的表面处理，以提高零件的耐蚀性、硬度和表面颜色。

4模具制造

传统的模具制造需要依靠工人的经验和技术来加工，制造精度和效率受到了很大的限制。而采用数控加工技术，则可以通过CAD软件进行模型设计和工艺规划，然后将文件导入数控机床进行加工，避免了工人操作中人为因素带来的误差和缺陷。数控加工还可以采用高速切削技术、多轴、多刀具同时加工等方式，大幅提高制造效率和质量，使模具加工的周期更加短，从而更快地满足市场需求。

5合理控制机械零件的加工温度

机械设备运行时易受高温影响，且过高的机械运行温度会影响零件的加工质量。第一，要合理控制机械零件的加工温度。不同机械设备可承受的温度不同，相关操作人员要依据实际情况科学选择温控手段，避免温度变化幅度过大影响零件表面材料，造成零件出现裂缝或裂纹问题，要多采取物理降温手段自内到外进行深层次降温处理。第二，针对工件热变形问题，合理使用切削作业中的切削液，降低工件的表面温度，同时利用误差补偿法控制工件精度。第三，针对刀具的热变形问题，选择具有合理几何参数的切削刀具，在具体操作过程中关注刀具的润滑和冷却处理，避免在加工过程中因温度高而产生误差、变形等问题。第四，从发热源和散热两方面解决机床的热变形问题，以隔绝热源、强制冷却以及增加散热等措施来强化温度控制效果。

6合理调整机械加工工艺系统

优化机械加工工艺系统对于提高零件机械加工精度具有重要价值，因此需要合理设置机械加工路线。操作人员需合理调整加工轨迹和进刀方式，关注零件数据铣削加工操作，结合零件工艺性能的要求选择合适的刀具和进刀方式，提高加工效率和加工精度。以铣削平面零件外轮廓为例，加工人员需合理安排刀具切入路线和切出路线，以刀具轮廓曲线的延长线进行切入和切出，最大限度规避刀具痕迹。操作人员以零件精度要求为主要依据，合理选择顺序铣削和逆序铣削，明确测量顺序后，利用调整法或试切法完成相应的工艺系统调整作业。其中，调整法以预先调整夹具、机床、刀具及工具相对位置的方式获得高精度零件机械加工尺寸，方便应用于多批次和大量生产。试切法以一定的流程为依据，多次调整零件的加工尺寸，流程为“试切→测量尺寸→调整刀具吃刀量→走刀切削→再试切”，适用于单件和小批量生产。

结语

机械零件表面处理技术是一系列方法和技术，用于改善机械零件的表面性能、保护零件免受环境和工作条件的影响，并提高其耐磨性、耐腐蚀性、表面光洁度等特性。本文对不同机械零件表面处理技术进行分析，对其应用特点及工作原理进行详细阐述，并给出具体应用案例进行分析，研究结果可以为机械零件表面处理技术的发展提供参考。未来，随着制造业的不断发展，机械零件表面处理技术将会越来越受到重视，机械零件表面处理技术将更加注重环保、节能和高效。同时，随着人工智能、大数据等新技术的发展，机械零件表面处理技术也将与这些新技术相结合，形成更加高效、智能的机械零件表面处理解决方案。

参考文献

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