導語：機械加工亞表面缺陷研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著工業經濟的快速發展，機械加工中亞表面缺陷對表面質量的影響越來越受到人們的關注。在機械材料存在較大缺陷的情況下，機械加工所引發的亞表面缺陷效應就會快速地體現出來。文章探討了在機械加工中亞表面缺陷對表面質量的影響，并提出了有效的改進建議。

關鍵詞：機械加工；亞表面缺陷；表面質量

1在機械加工中亞表面缺陷對表面質量的影響

在機械加工的過程中，材料是保障項目完成的基礎，但在現實中材料往往出現各種缺陷，比如夾雜、裂紋、空穴等，這不僅在很大程度上影響著材料本質屬性和功能的發揮，而且還會導致材料長期處于失效的狀態。特別是當缺陷出現在材料表面或者附近時，這種損傷能力會達到更高水平。亞表面缺陷現象的出現一部分是在加工前引起的，另一方面是由加工后亞表面損傷問題引起的。材料亞表面現象的出現會對材料加工后的表面質量造成嚴重影響。并且，一旦遇到材料加工后表面損傷程度比較大的問題時，那么就后續研磨處理工作的復雜程度會更高，不僅周期會延長，材料的損耗也會越來越嚴重，這對于機械加工制造企業經營效益的提高具有嚴重的不良影響。

2改善亞表面缺陷對表面質量造成不良影響的建議

（1）建立在夾雜因素影響下的二維有限元切削模型。在夾雜因素影響下的二維有限元切削模型是指在材料雜質夾雜于材料中時，材料基體中存在于不同尺寸和位置的雜質會對切削能力和材料表面的殘余應力造成不同層面的影響，通過對這種影響因素的分析，采用數理結合以及力學的思想和知識，討論夾雜因素對材料表面質量的影響。在建立二維有限元切削模型的過程中，應以確定的切削厚度為假設，達到變量控制的目的，從而通過實驗得出切削厚度與夾雜尺寸之間有效的比例關系，最終達到準確快速推斷亞表面缺陷對材料表面整體性程度影響的目的。另外，通過二維有限元切削模型，還可以得出夾雜因素和切削加工之間具有密切聯系的結論，即夾雜越大，與加工表面的距離越近，材料的表面殘余應力和切削力就會越大。在建立模型和實驗的過程中，更加值得關注的是材料表面殘余應力以及切削力的大小變化情況和切割刀近距離接近夾雜時對其產生的應力是密不可分的。通過二維有限元切削模型的建立，加工表面整體性的提高和當前機械加工切削技術的改進將面臨越來越廣闊的前景。（2）以連續位錯分布法為基礎建立脆性材料磨削模型。通過對材料基體的研究發現，材料基體應力場是由材料本身發出的塑性應力場以及材料外部由于壓頭接觸而產生的彈性應力場兩部分組成的。以連續位錯分布法為基礎的脆性材料磨削模型的建立是以壓頭半角的大小和外載的大小這兩方面的參數為基礎的。通過分析可以看出，亞表面缺陷中斜裂紋不是以非拉伸斷裂為斷裂形式表現的，而是以剪切斷裂為主要斷裂形式表現的，在壓頭半角的大小為確定數值時，亞表面缺陷中的斜裂紋現象將不會出現I型的擴展方式。在數據分析中發現，壓頭半角的大小與裂紋擴展的形式是緊密相關的。在外載數值確定的情況下，數值比較大的壓頭半角將會對裂紋擴展的形式變化造成較強的屏蔽。為了達到裂紋擴展條件更加精確的目的，還應該有效應用臨界外載與壓頭半角的關系圖進行參考。（3）建立以多晶銅、單晶銅以及孿晶多晶銅為材料的納米壓痕分子動力模型。模擬出的模型顯示出的整體結果是多晶銅、單晶銅以及孿晶多晶銅的彈性恢復比、硬度以及溫度都在很大程度上與晶體的結構、孿晶的厚度緊密相關。通過對新型納米壓痕分子動力模型的建立、探究和分析，可以看出在材料表層壓痕深度逐漸增大的過程中，材料表面的塑性區域會隨之快速增大。在研究中可以發現，最初的形核位錯現象一般都發生在壓頭的下方；在壓痕深度不同的地方所出現的壓力大小是非線性下降的；在壓痕的過程中，形核位錯是隨著壓力深度的大小變化不斷滑移和形核的。從另一方面來說，晶體結構在塑性變形的基礎上會發生一系列的變化：多晶銅在塑性變形的過程中會對晶界和位錯產生劇烈影響；單晶銅在塑性變形的過程中會對位錯的產生、擴展以及位錯與位錯之間的相互作用產生重要影響；納米孿晶多晶銅在塑性變形的過程中則與孿生、退孿生的位錯行為以及孿晶界之間的相互作用關系緊密。除此之外，還應該有效運用孿晶厚度、晶體結構對以銅為基礎的材料納米壓痕所產生的力學響應，從而為解決其他立方結構納米材料性能問題提供有效支撐。

3結語

綜上所述，亞表面缺陷對于材料表面質量具有嚴重的不良影響。隨著社會經濟的日新月異，工業經濟在國民經濟中所占據的地位越來越重要。作為現代工業經濟的重要組成部分，機械加工制造行業是工業經濟的重要基礎。作為機械加工企業，其應重視亞表面缺陷對加工制造所帶來的影響，并不斷進行研究和創新，從而通過技術革新達到減輕亞表面缺陷對表面質量影響的目的。

參考文獻

［1］黃波，高玉飛，葛培琪，等.金剛石線鋸切割單晶硅表面缺陷與鋸絲磨損分析［J］.金剛石與磨料磨具工程，2014，31（1）：53-57.

［2］高玉飛，葛培琪，畢文波，等.KDP晶體金剛石線鋸切割表面缺陷分析［J］.人工晶體學報，2013，42（7）：1278-1282.

作者:謝偉東 郭宇佳 單位:齊齊哈爾工程學院