表面粗糙度要求
精密零件加工的表面粗糙度通常要求在低的数值范围内。在一些高精度的机械零件中,如航空发动机叶片、精密模具等,表面粗糙度 Ra 值可能要求达到 0.1 - 0.8μm。这是因为较低的表面粗糙度可以减小零件表面的摩擦系数,摩擦力,提高零件的耐磨性。例如,在液压系统的精密阀芯和阀套加工中,低粗糙度的表面能够有效防止油液泄漏,保证液压系统的准确控制。
对于一些光学零件,如高精度透镜、反射镜等,表面粗糙度要求更为严格,可以达到级。这是因为光学零件表面的微小粗糙度会影响光线的反射和折射,从而光学系统的成像质量。例如,在光刻机的光学镜片加工中,表面粗糙度必须控制在极低水平,以确保芯片制造过程中的高精度光刻成像。
表面纹理要求
精密零件表面纹理需要具有良好的一致性和方向性。在一些需要良好密封性能的零件中,如汽车发动机的气缸垫,其表面纹理应设计为有利于密封的形式,通常是细密且均匀分布的纹理,这样可以增加密封接触面积,提高密封。
对于有相对运动的精密零件,如高速轴承的内外圈和滚动体,其表面纹理方向应与运动方向相适应,以减小运动阻力和磨损。例如,通过精密磨削加工,使轴承滚动体表面纹理呈圆周方向,能够保证滚动体在高速旋转过程中更加顺畅,并且能够均匀地分布润滑脂,延长轴承的使用。
表面残余应力要求
精密零件加工后,表面应尽量减少残余应力。残余应力可能导致零件在使用过程中发生变形,影响零件的尺寸精度和形状精度。例如,在精密机械加工后的金属零件中,如果表面残余应力过大,当零件受到外部载荷或者温度变化时,就可能会出现翘曲变形。在航空航天领域的精密铝合金结构件加工中,必须通过合适的加工和后处理方法来控制表面残余应力,以确保零件在复杂的飞行环境下的尺寸稳定性。
对于一些承受高应力的精密零件,如高速切削刀具,表面残余压应力是有益的。适当的残余压应力可以提高零件的疲劳强度和抗裂纹扩展能力。通过表面喷丸、滚压等可以在零件表面引入一定的残余压应力,从而增强零件的耐用性。
表面完整性要求
精密零件的表面应避免出现加工缺陷,如裂纹、划痕等。在电子芯片制造过程中的硅片加工,微小的表面裂纹都可能导致芯片性能下降失效。加工过程中需要通过严格的工艺控制和质量来确保表面完整性。
表面的金相组织也需要符合要求。对于一些经过热处理的精密零件,如淬火后的精密齿轮,其表面的金相组织应均匀一致,避免出现局部软点或硬点,以保证齿轮在啮合过程中的强度和耐磨性。