磨削加工、放电加工、电化学加工和电化学机械加工表面特性比较（转） ... ...

磨削加工、放电加工、电化学加工和电化学机械加工表面特性比较

对于零件的摩擦副表面，常用这样几种方法来加工，磨削加工、放电加工、电化学加工和电化学机械加工。四种方法得到不同的典型微观几何形貌。
磨削加工的表面纹理具有明显的方向性，而且垂直于纹路方向的粗糙度大于平行于纹路方向的粗糙度。当精密磨削加工表面作为摩擦副表面时，从微观上看，两接触表面实际上处于犬牙交错的状态，随着摩擦副之间的相对运动，微观表面的尖峰将会折断，折断后的铁屑，就象在摩擦副之间加入了研磨料一样，进一步加剧了摩擦副表面的磨损。
电火花加工表面的表面特征，为无数个高温熔融的小坑点，其纹理方向为各向同性。相关研究表明，它的摩擦磨损性能要比磨削加工表面好一些。理想的摩擦副表面应该是图中所示的电化学光整加工表面和电化学机械加工表面，电化学光整加工对表面的整平作用是通过电化学溶解来实现的，它不会表现出特别突出的微观尖峰，摩擦副表面的实际接触面积增大，实际的固体表面之间的接触像理想光滑表面那样呈圆形或波浪形的接触面积，其接触应力分布很接近于理想光滑表面的情形。
由以上分析可以看出，在任何传统加工过程，都是用确定的工具和工件表面接触。在加工过程中，摩擦、润滑、工具几何形状等机械要素起到重要的作用，依据其机理，可以预测产生怎样的表面特性。如果是微车刀的外形，加工得到的表面形貌应是和刀尖一致的周期性轮廓，通过微车削加工获得零件表面的粗糙度参数包含有加工工具和加工工艺方法的信息。在磨削加工中，靠刀具材料比工件硬，由机械能把工件上的材料去除，这样，刀具的轮廓复印到工件表面，表面形貌为有规律的波峰和波谷。磨削加工后零件表面形成了很薄的表面层，其特性与内部基体的特性有很大的区别，工件表面在整个加工过程中都处在楔入、挤压、断裂和摩擦的复杂受力状态下，进行弹性和塑性变形，在切削力、切削热和周围介质的共同作用下，改变了工件表面原有的几何特性和物理力学性能。
电火花加工靠放电使工件表面金属熔融，电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，因此，表面形貌为规则分布的凹坑。
电化学光整加工依据电化学阳极溶解的原理去除金属，依据电力线尖端效应和成相膜机理，工件表面高点部分的去除速度比低点要快，因此表面形貌为有规律的波浪形。电化学光整加工的特点之一就是宏观表面的局部区域的去除加工，由于各部分不同的去除率导致了微观几何形貌的形成。不同的表面具有不同的电化学行为，从而产生了阳极表面电流密度的不均匀分布。研究表明，在零件表面尖峰处电荷集中较多，低凹处较少，也就是尖峰处电流密度集中，金属去除较多，低凹处电流密度稀疏，金属去除较少，所以能够使金属表面去除尖峰，得到整平。此外，电化学光整加工过程开始后，在阳极表面形成一层膜状金属氧化物。在零件表面的尖峰处，膜易于扩散，而低凹处则较难扩散，这就使得继续电化学加工时，尖峰处电阻变小，低凹处电阻较大，使得尖峰处电流密度较大，而低凹处电流密度较小，而阳极金属的去除量和电流密度成正比，因此，尖峰处的金属去除较多，低凹处去除较少。表面不平度的差值减小，表面粗糙度得到降低。
综合以上分析，可以看出电化学光整加工和电化学机械光整加工是两种比较理想的表面光整加工方法，尤其对构成摩擦副的零件表面来说这两种方法的优点更为突出。但是由图中照片也可以发现电化学机械光整加工获得的表面比电化学光整加工获得的表面更为理想，电化学机械光整加工方法是一种非常值得推广的一种表面光整加工技术。