机加工缺陷对于寿命的影响分析

机加工缺陷对于寿命的影响分析

余世顺

珠海格力电器股份有限公司519070

摘要：对于零部件与结构材料的生产加工来说，各种未被发现的缺陷和损伤往往难以避免，这些缺陷对零部件工作时的性能，尤其是它的可靠性和寿命往往产生较为负面的影响。在本文就机加工缺陷对寿命的影响分析研究中，通过试验确定了零部件在生产过程中出现的缺陷会直接影响产品的寿命。希望这一认知能够为相关的研究人员带来一定的启发。

关键词：机加工缺陷；损伤；寿命

前言：

为了深入展开本文就零件表面质量对于寿命影响展开的研究，我们选择了因机加工表面处理失误而出现机加工缺陷的A拉拔模具作为研究对象，将出现机加工缺陷的A拉拔模具与正常进行表面处理的B拉拔模具进行对比试验，我们发现存在机加工缺陷的拉拔模具在钢管加工中的磨损率和摩擦因数远高于正常拉拔模具，这就使得其磨损寿命大大降低，钢管生产的成本、质量也往往会由此受到较为负面影响。

1.拉拔模具机加工缺陷机理分析

为了较高质量完成本文研究，我们首先需要就拉拔模具的机加工缺陷机理进行分析。本文选择的研究对象A拉拔模具在机加工过程中出现了表面处理失误的缺陷，而这一缺陷就对拉拔模具的钢管减壁变形功能发挥带来了较为负面的影响。

由于A拉拔模具的表面处理机加工缺陷主要体现在内模上，而内模主要在生产过程中完成和钢管一起前移并形成变形区和定径区作用，但由于A拉拔模具内模出现了表面处理不足的机加工缺陷，这就使得生产过程中内模表面很容易出现划伤和粘着形貌，A拉拔模具在生产过程中也很容易出现镀层剥离问题。如果A拉拔模具在生产过程中出现镀层剥离并导致镀层压入钢管，A拉拔模具内模就将遭受更为严重的磨损与划伤，A拉拔模具由此也将遭受致命伤害。

2.试验过程

在选定A拉拔模具与B拉拔模具作为研究对象并了解拉拔模具机加工缺陷机理后，我们就可以进行A拉拔模具与B拉拔模具的耐磨性比较，由此判断机加工缺陷对寿命带来的影响，表1为我们通过试验得出的A拉拔模具与B拉拔模具内模的值与值。

表1A拉拔模具与B拉拔模具内模的值与值对比

测试次数A拉拔模具内模B拉拔模具内模

Ra/μmRz/μmRa/μmRz/μm

10.7912.6820.5012.687

20.6552.7430.5163.912

30.7213.1060.5012.743

40.5623.3280.6453.207

50.6102.9650.5773.570

结合表1所示的A拉拔模具与B拉拔模具内模的值与值对比我们不难发现，没有出现机加工缺陷的B拉拔模具内模相较于A拉拔模具内模存在着更好的表面粗糙度，这一认知在金相图观察分析中同样得到了证明，由此我们就能够在一定程度上断定B拉拔模具内模在摩擦磨损寿命方面的性能高于A拉拔模具内模，本文研究的机加工缺陷对于寿命的影响也能够由此得到证明，拉拔模具的钢管生产质量、相关企业的经济效益的保证也必须设法排除拉拔模具内模机加工缺陷的影响。值得注意的是，为了能够更为深入了解拉拔模具内模机加工缺陷对其摩擦磨损寿命带来的影响，我们还将在下文中就A拉拔模具与B拉拔模具内模进行摩擦磨损实验。

3.摩擦磨损试验

虽然结合上文试验就A拉拔模具与B拉拔模具内模的值与值进行的对比，我们能够在一定程度上了解机加工缺陷对于寿命带来的影响，但为了能够更为深入了解这一影响，我们还将通过摩擦磨损试验进一步揭示这一影响。

这里我们选择了大气干摩擦作为实验条件，并确定了将拉拔模具内模试样与GCr15钢球进行对磨，将实验载荷与试验机主轴转控制在500g、600r/min，就能够通过分析A拉拔模具与B拉拔模具内模摩擦系数变化规律进一步分析机加工缺陷对于寿命带来的影响，这一实验中我们确定了10min对磨时间。

实验结束后我们对A拉拔模具与B拉拔模具内模进行了对比观察，而通过观察我们发现实验造成的摩擦磨损为磨粒磨损，B拉拔模具内模因实验出现了较为明显的犁沟，而A拉拔模具内模则出现了较为严重的剥落现象，这就较为直观说明了机加工缺陷对于A拉拔模具内模摩擦磨损寿命带来的影响。

常见的机加工缺陷的分析

结合上文研究我们对机加工缺陷带来的寿命影响进行了较为深入的分析，结合这一分析我们也能够对这一寿命影响产生较为直观的了解，而结合相关文献资料与自身认知，本文将常见的机加工缺陷对摩擦磨损寿命带来的影响概括为表面质量、表面纹理、冷作硬化三方面。

4.1表面质量

之所以说因机加工缺陷引起的表面质量问题会对摩擦磨损寿命带来影响，主要是由于表面质量这一机加工缺陷往往会引发微观不平度问题，而表面波纹度较大、粗糙度较大、零件间有效接触面缩小则属于这一问题的具体表现，这些在零件与零件间相对运动的过程中就会导致零件的接触点凸峰出现弹性变形、剪切等现象，凸峰因这类现象出现被磨掉而产生的金属微粒就会使得磨损过程加快，相关零件、设备很容易因此快速进入磨损状态，摩擦磨损寿命受到机加工缺陷引发的表面质量影响也就不足为奇。

4.2表面纹理

除了表面质量外，机加工缺陷同样会对相关零件的表面纹理带来负面影响，这一影响主要体现在表面纹理的刀纹、形状等方面。在相关零件的应用过程中，因加工缺陷导致的表面纹理问题会直接影响零件的润滑液存留、有效接触表面积，特别是出现尖蜂状表面纹理的机加工缺陷零件，较大的摩擦副接触面压强往往会导致零件的摩擦磨损寿命降低。值得注意的是，多数情况下零件表面刀纹方向与运动方向相同能够在一定程度上提升相关零件的摩擦磨损寿命。

4.3冷作硬化

除了上述两方面外，冷作硬化同样属于机加工缺陷的具体表现，这主要是由于因机加工缺陷导致的冷作硬化问题很容易降低零件表面金属纤维硬度、增加摩擦剐接触部分的弹性变形和塑性变形，这些都使得机加工缺陷下的零件摩擦磨损寿命大大降低。不过值得注意的是，虽然冷作硬化出现问题会直接影响零件摩擦磨损寿命，但这并不标志着冷作硬化程度越高相关零件的摩擦磨损寿命就越优秀。

结论：

在本文就机加工缺陷对于寿命影响分析展开的研究中，我们详细论述了拉拔模具机加工缺陷机理分析、试验过程、摩擦磨损试验、常见的机加工缺陷分析等内容，而结合本文研究的A拉拔模具与B拉拔模具内模摩擦磨损寿命试验，我们就能够较为直观认知生产过程中结构与零部件出现的缺陷会直接影响产品寿命，希望这一结论能够为相关企业与研究人员带来一定启发。

参考文献：

[1]Researchontheinfluenceofmachiningintroducedsub-surfacedefectsandresiduestressuponthemechanicalpropertiesofsinglecrystalcopper[J].ScienceChina（TechnologicalSciences），2010，12：3161-3167.

[2]铸件机加工后表面缺陷的修复方法[J].技术与市场，2010，05：113.