机械制造中的表面完整性技术研究
摘 要
机械制造领域的快速发展对零件表面性能提出了更高要求，而表面完整性技术作为提升零部件服役性能和寿命的关键手段，已成为现代制造技术研究的核心内容之一。本研究以机械加工过程中表面完整性的形成机制及其优化为目标，深入探讨了表面微观结构、残余应力分布及材料性能之间的内在联系。通过结合数值模拟与实验验证的方法，构建了多尺度表面完整性评价体系，并提出了一种基于工艺参数优化的表面完整性控制策略。研究结果表明，合理调控切削参数能够显著改善表面粗糙度和残余应力状态，从而有效延缓疲劳裂纹萌生与扩展。此外，本研究创新性地引入人工智能算法对表面完整性进行预测与评估，实现了加工过程中的实时监控与调整，为智能化制造提供了理论支持和技术保障。
关键词：表面完整性 切削参数优化 残余应力
Abstract
The rapid development in the field of mechanical manufacturing puts forward higher requirements for the surface performance of parts, and the surface integrity technology, as a key means to improve the service performance and life of parts, has become one of the core contents of modern manufacturing technology research. Aiming at the formation mechanism of surface integrity during machining, we deeply explored the intrinsic connections between surface microstructure, residual stress distribution, and material properties. By combining numerical simulation and experimental validation, we construct a multi-scale surface integrity evaluation system, and propose a surface integrity control strategy based on the optimization of process parameters. The results show that reasonable regulation of cutting parameters can significantly improve the surface roughness and residual stress state, thus effectively delaying the initiation and extension of fatigue cracks. In addition, this research innovatively introduces the artificial intelligence algorithm to predict and evaluate the surface integrity, realizes the real-time monitoring and adjustment in the processing process, and provides theoretical support and technical support for intelligent manufacturing.
Keyword:Surface Integrity Cutting Parameter Optimization Residual Stress
目 录
1绪论 1
1.1机械制造中表面完整性技术的研究背景 1
1.2表面完整性技术在机械制造中的意义 1
1.3国内外表面完整性技术研究现状 1
2表面完整性技术的基本理论与影响因素 2
2.1表面完整性的定义与内涵 2
2.2表面完整性对机械性能的影响 2
2.3影响表面完整性的关键工艺参数 3
3表面完整性技术在典型加工工艺中的应用 3
3.1切削加工中的表面完整性控制技术 3
3.2磨削加工对表面完整性的影响机制 4
3.3喷丸处理与表面完整性优化 4
3.4激光加工中的表面完整性问题研究 5
3.5多种工艺结合下的表面完整性综合分析 5
4表面完整性技术的检测与评估方法研究 5
4.1表面完整性检测技术的发展现状 5
4.2非接触式检测方法在表面完整性中的应用 6
4.3接触式检测技术的优势与局限性 6
4.4表面完整性评估模型的构建与验证 7
4.5智能化检测技术在表面完整性中的前景 7
结论 8
参考文献 9
致谢 10
摘 要
机械制造领域的快速发展对零件表面性能提出了更高要求，而表面完整性技术作为提升零部件服役性能和寿命的关键手段，已成为现代制造技术研究的核心内容之一。本研究以机械加工过程中表面完整性的形成机制及其优化为目标，深入探讨了表面微观结构、残余应力分布及材料性能之间的内在联系。通过结合数值模拟与实验验证的方法，构建了多尺度表面完整性评价体系，并提出了一种基于工艺参数优化的表面完整性控制策略。研究结果表明，合理调控切削参数能够显著改善表面粗糙度和残余应力状态，从而有效延缓疲劳裂纹萌生与扩展。此外，本研究创新性地引入人工智能算法对表面完整性进行预测与评估，实现了加工过程中的实时监控与调整，为智能化制造提供了理论支持和技术保障。
关键词：表面完整性 切削参数优化 残余应力
Abstract
The rapid development in the field of mechanical manufacturing puts forward higher requirements for the surface performance of parts, and the surface integrity technology, as a key means to improve the service performance and life of parts, has become one of the core contents of modern manufacturing technology research. Aiming at the formation mechanism of surface integrity during machining, we deeply explored the intrinsic connections between surface microstructure, residual stress distribution, and material properties. By combining numerical simulation and experimental validation, we construct a multi-scale surface integrity evaluation system, and propose a surface integrity control strategy based on the optimization of process parameters. The results show that reasonable regulation of cutting parameters can significantly improve the surface roughness and residual stress state, thus effectively delaying the initiation and extension of fatigue cracks. In addition, this research innovatively introduces the artificial intelligence algorithm to predict and evaluate the surface integrity, realizes the real-time monitoring and adjustment in the processing process, and provides theoretical support and technical support for intelligent manufacturing.
Keyword:Surface Integrity Cutting Parameter Optimization Residual Stress
目 录
1绪论 1
1.1机械制造中表面完整性技术的研究背景 1
1.2表面完整性技术在机械制造中的意义 1
1.3国内外表面完整性技术研究现状 1
2表面完整性技术的基本理论与影响因素 2
2.1表面完整性的定义与内涵 2
2.2表面完整性对机械性能的影响 2
2.3影响表面完整性的关键工艺参数 3
3表面完整性技术在典型加工工艺中的应用 3
3.1切削加工中的表面完整性控制技术 3
3.2磨削加工对表面完整性的影响机制 4
3.3喷丸处理与表面完整性优化 4
3.4激光加工中的表面完整性问题研究 5
3.5多种工艺结合下的表面完整性综合分析 5
4表面完整性技术的检测与评估方法研究 5
4.1表面完整性检测技术的发展现状 5
4.2非接触式检测方法在表面完整性中的应用 6
4.3接触式检测技术的优势与局限性 6
4.4表面完整性评估模型的构建与验证 7
4.5智能化检测技术在表面完整性中的前景 7
结论 8
参考文献 9
致谢 10
