切削加工时表面粗糙度形成的原因及其影响因
切削加工时表面粗糙度形成的原因及其影响因素
简介：1 表面粗糙度产生的原因几何因素由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙度等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉(只有当刀具上带有刀具的副偏角kr=0的修光刃、且进给量小于修光刃宽度时，理论上才不产生残留面积)，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz。当f≤2resinkr，残留面积是由圆弧过渡刃构成。此时关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量
1 表面粗糙度产生的原因
几何因素
由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙度等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉(只有当刀具上带有刀具的副偏角k'r=0的修光刃、且进给量小于修光刃宽度时，理论上才不产生残留面积)，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz。
当f≤2resink'r，残留面积是由圆弧过渡刃构成。此时
式中：f——进给量，mm/r；
re——刀尖圆弧半径。
当2resink'r≤f≤(re/sink'r)[1-cos(kr+k'r]，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和直线副切削刃构成。此时
Rz=re[1-sin(k'r+b)]×1,000
sinb=1-(f/re)sink'r
式中kr，k'r——刀具的主偏角、副偏角。
当f>(re/sink'r)[1-cos(kr+k'r)]，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和二直线主、副切削刃构成。此时Rz= 1 f-re(tan kr +tan k'r )]×1000
cotkr+k'r 2 2
当re→0时，残留面积是由主、副2条直线切削刃构成。此时Rz= f ×1000
cotkr+k'r
刀具切削刃的粗糙度由于直接复映在加工表面上，所以刀具切削刃的粗糙度值，应低于加工表面要求的粗糙度值。
实际上加工表面的粗糙度总是大于按以上计算的残留面积的高度，只有切削脆性材料或高速切削塑性材料时，实际加工表面的粗糙度才比较接近残留面积的高度，说明影响表面粗糙度的还有其他原因。
积屑瘤
积屑瘤的产生，是由于切屑在切削过程中的塑性流动及刀具与切屑的外摩擦超过了内摩擦，在刀具和切屑间很大的压力作用下造成切削底层与刀具前面发生冷焊。积屑瘤对表面粗糙度的影响有两方面：①它能刻划出纵向的沟纹来;②它还会在破碎脱落时沾附在已加工表面上。其主要原因是:当积屑瘤处在生长阶段时，它与前刀面的粘结比较牢，因此积屑瘤在已加工表面上刻划纵向沟纹的可能性大于对已加工表面的沾附。当积屑瘤处于最大范围以及消退阶段，它已经不很稳定。这时它一方面虽然还时而刻划沟纹，但更多的是沾附在已加工表面上。
鳞刺
鳞刺是指已加工表面上鳞片状的毛刺，是用高速钢刀具低速切削时，经常见到的一种现象。鳞
刺一般是在积屑瘤增长阶段的前期里形成的。甚至在没有积屑瘤的时候，以及在更低一些的切削速度范围内也有鳞刺发生。刀具的后角小的时候特别容易产生鳞刺。鳞刺对已加工表面质量有严重的影响，它往往使表面粗糙度等级降低2～4级。鳞刺的成因是前刀面上摩擦力的周期变化造成的。
振动
切削过程中如果有振动，表面粗糙度就会显著变大。振动是由于径向切削力Fr太大，或工件系统的的刚度小而引起的。
其他因素
副切削刃对残留面积的挤压，使残留面积向与进给相反方向变形，使残留面积顶部歪斜而产生毛刺，加大了表面粗糙度。过渡刃圆弧部分的切削厚度是变化的，近刀尖处的切削厚度很小。当进给量小于一定限度后，这部分的切削厚度小于刃口圆弧所能切下的最小厚度时，就有部分金属未能切除，就会使表面粗糙度增大。切削脆性材料时，产生崩碎切屑，切屑崩碎时的裂缝深人到已加工表面之下，使粗糙度增大。此外，排屑状况、机床设备的精度和刚度等，也会影响已加工表面的表面粗糙度。
2 影响粗糙度的因素
刀具方面
几何参数
刀具几何参数中对表面粗糙度影响最大的是刀尖圆弧半径re、副偏角k'r和修光刃。
刀尖圆弧半径re对表面粗糙度有双重影响：re增大时，残留高度减小，另一方面变形将增加。由于前一种影响较大，所以当刀尖圆弧半径re增大时，表面粗糙度将降低。因此在刚度允许的条件下，增大刀尖圆弧半径re是降低表面粗糙度的好方法。副偏角k'r愈小，表面粗糙度愈低。但减小副偏角容易引起振动，故减小副偏角，必须视机床系统的刚度而定。当k'r大到一定值时，副刃就不参与残留面积的组成，再增大k'r，也不会使表面粗糙度值增加。采用一段长度稍大于进给量的修光刃(修光刃上k'r=0)是降低表面粗糙度的有效措施，利用增加修光刃来消除残留面积是实际加工工件中常常采用的方法。前角g0对表面粗糙度没有直接的影响，由于g0大时对抑制积屑瘤和鳞刺有利，且增大了。可使刃口圆弧半径re减小，所以在中、低速范围内适当增大g0可有利于减小表面粗糙度。当v>50m/min时，g0就基本上不产生影响。
刀具的刃磨质量
刀刃前、后刀面，切削刃本身的粗糙度值直接影响被加工面的粗糙度。一般来说，刀刃前、后刀面的粗糙度应比加工面要求的粗糙度小1～2级。
刀具的材料
刀具材料与被加工材料金属分子的亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，
且被粘结在刀刃上的金属与被加工表面分离时还会形成附加的粗糙度。因此凡是粘结情况严重，摩擦严重的，表面粗糙度都大;反之如果
粘结和摩擦不严重的，表面粗糙度都小。
切削条件
切削速度v
加工塑性材料时，切削速度对积屑瘤和鳞刺的影响非常显著。切削速度较低易产生鳞刺，低速至中速易形成积屑瘤，粗糙度也大。避开这个速度区域，表面粗糙度值会减小。加工脆性材料时，因为一般不会形成积屑瘤和鳞刺，所以切削速度对表面粗糙度基本无影响。
由此可见，用较高的切削速度，既可提高生产率，同时又可使加工表面粗糙度较小。所以最重要的是发展各种新刀具材料和相应的新刀具结构，以便有可能采用更高的切削速度。
进给量f
从几何因素中可知，减小进给量f可以降低残留面积的高度。同时也可以降低积屑瘤和鳞刺的高度，因而减小进给量可以使表面粗糙度值减小。但进给量减小到一定值时，再减小，塑性变形要占主导地位，粗糙度值不会明显下降。当进给量更小时，由于塑性变形程度增加，粗糙度反而会有所上升。
切削深度ap
一般来说，切削深度对加工表面粗糙度的影响是不明显的，在实际工作中可以忽略不计。但当ap<0.02～0.03mm时，由于刀刃不是绝对尖锐而是有一定的圆弧半径，这时正常切削就不能进行，常挤压滑过加工表面而切不下切屑而将在加工表面上引起附加的塑性变形，从而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能选用过小的切削深度。但过大的切削深度也会因切削力、切削热剧增而影响加工精度和表面质量。
切削液
切削液的冷却和润滑作用，能减小切削过程的界面摩擦，降低切削区温度，从而减少了切削过程的塑性变形并抑制积屑瘤和鳞刺的生长，因此对减小加工表面粗糙度有利。
被加工材料
一般来说，材料韧性越好，塑性变形倾向越大，在切削加工中，表面粗糙度就越大。被加工材料对表面粗糙度的影响与其金相组织状态有关。
工艺系统的精度和刚度
加工后的表面粗糙度要低，必须有高运动精度的机床和高刚度的工艺系统，有较强的抗振性，否则即使有很好的刀具，选择最佳的切削用量也很难获得高质量的加工表面。
3 降低表面粗糙度的措施
如果已加工表面的走刀痕迹比较清楚，说明影响表面粗糙度的主要因素是几何因素，就应该首先考虑减小残留面积高度。减小残留面积高度的方法，首先是改变刀具的几何参数，增大刀尖圆弧半径re和减小副偏角k'r。采用带有k'r=0的修光刃的刀具或宽刃精刨刀、精车刀是生产中降低加工表面粗糙度所采用的方法。不论是增大re、减小k'r，或用宽刃刀都要注意避免振动。减小进给量f，也能有效地减小残留面积高度，但减小进给量f会降低生产率，所以只有在改变刀具的几
何参数后会引起振动或其它不良影响时才考虑减小进给量f。
如果已加工表面出现鳞刺或切削速度方向有积屑瘤引起的沟槽，那么就应从消灭积屑瘤和鳞刺着手。可采取用更低或较高的切削速度，并配合较小的进给量，可有效地抑制积屑瘤和鳞刺的生长。在中、低速切削时加大前角g0，同时适当增大一些后角对抑制积屑瘤和鳞刺有一定的效果。改用润滑性能良好的切削液，必要时对工件先进行正火、调质等热处理，以提高硬度，降低塑性和韧性。
切削加工时表面粗糙度形成的原因及其影响因
切削加工时表面粗糙度形成的原因及其影响因素 简介：1 表面粗糙度产生的原因几何因素由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙度等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉(只有当刀具上带有刀具的副偏角kr=0的修光刃、且进给量小于修光刃宽度时，理论上才不产生残留面积)，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz。当f≤2resinkr，残留面积是由圆弧过渡刃构成。此时关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量 1 表面粗糙度产生的原因 几何因素 由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙度等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉(只有当刀具上带有刀具的副偏角k'r=0的修光刃、且进给量小于修光刃宽度时，理论上才不产生残留面积)，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz。 当f≤2resink'r，残留面积是由圆弧过渡刃构成。此时 式中：f——进给量，mm/r； re——刀尖圆弧半径。 当2resink'r≤f≤(re/sink'r)[1-cos(kr+k'r]，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和直线副切削刃构成。此时 Rz=re[1-sin(k'r+b)]×1,000 sinb=1-(f/re)sink'r 式中kr，k'r——刀具的主偏角、副偏角。 当f>(re/sink'r)[1-cos(kr+k'r)]，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和二直线主、副切削刃构成。此时Rz= 1 f-re(tan kr +tan k'r )]×1000 cotkr+k'r 2 2 当re→0时，残留面积是由主、副2条直线切削刃构成。此时Rz= f ×1000 cotkr+k'r 刀具切削刃的粗糙度由于直接复映在加工表面上，所以刀具切削刃的粗糙度值，应低于加工表面要求的粗糙度值。 实际上加工表面的粗糙度总是大于按以上计算的残留面积的高度，只有切削脆性材料或高速切削塑性材料时，实际加工表面的粗糙度才比较接近残留面积的高度，说明影响表面粗糙度的还有其他原因。 积屑瘤
各种加工方法能达到的表面粗糙度
ID加工方法表面粗糙度Ra(μm)ID加工方法表面粗糙度Ra(μm) 1自动气割、带锯或圆盘锯割断50～12.526锪倒角（孔的） 3.2～1.6 2切断（车）50～12.527带导向的锪平面 6.3～3.2 3切断（铣）25～12.528镗孔（粗镗）12.5～6.3 4切断（砂轮） 3.2～1.629镗孔（半精镗金属） 6.3～3.2 5车削外圆（粗车）12.5～3.230镗孔（半精镗非金属） 6.3～1.6 6车削外圆（半精车金属） 6.3～3.231镗孔（精密镗或金刚石镗金属）0.8～0.2 7车削外圆（半精车非金属） 3.2～1.632镗孔（精密镗或金刚石镗非金属）0.4～0.2 8车削外圆（精车金属） 3.2～0.833高速镗0.8～0.2 9车削外圆（精车非金属） 1.6～0.434铰孔（半精铰一次铰）钢 6.3～3.2 10车削外圆（精密车或金刚石车金属）0.8～0.235铰孔（半精铰一次铰）黄铜 6.3～1.6 11车削外圆（精密车或金刚石车非金属）0.4～0.136铰孔（半精铰二次铰）铸铁 3.2～0.8 12车削端面（粗车）12.5～6.337铰孔（半精铰二次铰）钢、轻合金 1.6～0.8 13车削端面（半精车金属） 6.3～3.238铰孔（半精铰二次铰）黄铜、青铜0.8～0.4 14车削端面（半精车非金属） 6.3～1.639铰孔（精密铰）钢0.8～0.2 15车削端面（精车金属） 6.3～1.640铰孔（精密铰）轻合金0.8～0.4 16车削端面（精车非金属 6.3～1.641铰孔（精密铰）黄铜、青铜0.2～0.1 17车削端面（精密车金属）0.8～0.442圆柱铣刀铣削（粗）12.5～3.2 18车削端面（精密车非金属）0.8～0.243圆柱铣刀铣削（精） 3.2～0.8 19切槽（一次行程）12.544圆柱铣刀铣削（精密）0.8～0.4 20切槽（二次行程） 6.3～3.245端铣刀铣削（粗）12.5～3.2 21高速车削0.8～0.246端铣刀铣削（精） 3.2～0.4 22钻（≤φ15mm） 6.3～3.247端铣刀铣削（精密）0.8～0.2 23钻（＞φ15mm）25～6.348高速铣削（粗） 1.6～0.8 24扩孔、粗（有表皮）12.5～6.349高速铣削（精）0.4～0.2 25扩孔、精 6.3～1.650刨削（粗）12.5～6.3
粗糙度的评定参数
一、表面粗糙度及原因 表面粗糙度：是一种微观几何形状误差又称微观不平度。 表面粗糙度的产生原因：在加工过程中，刀具和零件表面间产生磨擦、高频振动及切削时在工作表面上留下的微观痕迹。 对评定参数的基本要求： （1）正确、充分反映表面微观几何形状特征； （2）具有定量的结果； （3）测量方便。 二、评定参数: 国标从水平和高度两方向各规定了三个评定参数：三个基本参数（水平），三个附加的评定参数（高度） 2.1、取样长度L、评定长度L、轮廓中线m 2.2、6个评定参数： 3个基本、3个附加 2.1.1取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。 量取方向：它在轮廓总的走向上。 目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。(几何滤波) 选择原则： 5λ≤l≤λp /3
2．1.2评定长度L ：评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或数个取样长度。 目的：为充分合理地反映某一表面的粗糙度特征。（加工表面有着不同程度的不均匀性）。 选择原则：一般按五个取样长度来确定。 2.1.3轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。具有几何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加以划分的线。类型有： （1）最小二乘中线：使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上的点至基准线的距离）的平方和为最小的基准线。 （2）算术平均中线：在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线。
2.2.1轮廓算术平均偏差Ra ：在取样长度L 内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。 2.2.2微观不平度十点高度：在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和，如图所示。用公式表示为： 在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m 的任意一根线算起，计算被测轮廓的五个最高点（峰）到五个最低点（谷）之间的平均距离 2.2.3轮廓最大高度：在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，如图 2.3表面粗糙度的三个水平参数：轮廓微观不平度的平均间距Sm 、轮廓单峰平均间距S 、轮廓支承长度率 tp R z (...)(...)h h h h h h 24101395+++-+++R y y y p v =+max max
机械加工影响表面粗糙度的因素及改善措施
机械加工影响表面粗糙度的因素及改善措施 摘要：零件表面粗糙度是判断一个制造品是否符合工业标准的重要指标，直接决定其能否在机械中发挥正常功能，因此，研究机械加工影响表面粗糙度的因素十分重要，文中结合实际加工经验，探析了哪些因素对零件表面粗糙度有显著影响，并且根据这些影响因素给出合理的解决方案。 关键词：机械加工；表面粗糙度；改善措施 引言 在机械使用过程中，大多因为零件的破损导致其部分功能无法正常使用，工业产品的使用时间，产品质量和产品性能取决于组成零件的加工质量，而零件本身的质量由可靠性，耐磨性，表面粗糙度等因素决定，而其中的重要因素就是表面粗糙度，表面粗糙度即是零件加工表面较小间距和微小峰谷的不平度的表述，波峰和波谷的距离差距会影响机械零件的性能。因此研究表面粗糙度的影响因素十分重要，能够帮助改善零件的性能和机械设备的整体性能。 1.零件表面粗糙度的影响因素分析 1.1切削加工带来的影响 使用刀具给零件加工时，会在表面存留切削的残留面，这种残留面具有微观几何误差，进给量，主副偏角和刀尖圆弧的半径都会对残留面的大小，调整好加工时的进给量，角度就可以减小零件的变形程度和切割面积，另外，加工零件时应该选择符合材质特性的润滑剂和刀具。材料的选择也是至关重要的，因为材料加工发生切屑分离时，会产生塑性变形，这种塑性变形程度是和材料的弹力极限有关系，如果材料不好，残留塑形面积就会扩大，最终导致零件不符合工业标准。刀具的后刀面和已经加工的工件表面的摩擦也会对表面粗糙度产生影响，外力作用增大也会增加表面粗糙度。 1.2磨削加工带来的影响 磨削加工用于机械精细加工，磨粒的硬度很高，具有白锐性，可以用加工各种材料，在加工过程中，磨削转速一般是30到35m/s，转速非常高。但是磨削加工可以获得很高的加工精度和表面粗糙度值。正是因为磨削加工的优势，在具体加工过程中，温度可达1000摄氏度到1500摄氏度，会加深塑性变形，而且磨粒的负前角磨削比较薄，磨削时大多挤压零件表面，面对塑性变形过程，磨粒侧边会产生塑性热流，进而在零件上划出微小粗糙，高温会更近一步加深表面粗糙度。 一般而言，当磨削转速增大时，工件表面磨削度粗糙值减少，因为没有变形的磨粒的厚度会变小，工件转速增加时，磨削表面粗糙度反而会增大，轴方向的
影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施
职教类 影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施 摘要：表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，它是评价零件的一项重要指标。一般说来，它的波距和波高都比较小，是一种微观的几何形状误差。对机械加工表面，表面粗糙度是由切削时的刀痕，刀具和加工表面之间的摩擦，切削时的塑性变形，以及工艺系统中的高频振动等原因所造成的。表面粗糙度是检验零件质量的主要依据，它的选择直接关系到生产成本、产品的质量、使用寿命。 关键词：机械加工表面粗糙度提高措施 随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。 一、机械加工表面粗糙度对零件使用性能的影响 表面粗糙度对零件的配合精度，疲劳强度、抗腐蚀性，摩擦磨损等使用性能都有很大的影响。 1、表面质量对零件配合精度的影响 （1）对间隙配合的影响 由于零件表面的凹凸不平，两接触表面总有一些凸峰相接触。表面粗糙度
过大，则零件相对运动过程中，接触表面会很快磨损，从而使间隙增大，引起配合性质改变，影响配合的稳定性。特别是在零件尺寸和公差小的情况下，此影响更为明显。 (2)对过盈配合的影响 粗糙表面在装配压入过程中，会将相接触的峰顶挤平，减少实际有效过盈量，降低了配合的连接强度。 2、表面质量对疲劳强度的影响 零件表面越粗糙，则表面上的凹痕就越深明，产生的应力集中现象就越严重。当零件受到交变载荷的作用时，疲劳强度会降低，零件疲劳损坏的可能性增大。 3、表面质量对零件抗腐蚀性的影响 零件表面越粗糙，则积聚在零件表面的腐蚀气体或液体也越多，且通过表面的微观凹谷向零件表层渗透，形成表面锈蚀。 4、表面质量对零件摩擦磨损的影响 两接触表面作相对运动时，表面越粗糙，摩擦系数越大，摩擦阻力越大，因摩擦消耗的能量也越大，并且还影响零件相对运动的灵活性。此外，表面越粗糙，两配合表面的实际有效接触面积越小，单位面积压力越大，更易磨损。 此外，表面粗糙度还影响零件的接触刚度、密封性能、产品的美观和表面涂层的质量等。因此，提高产品的质量和寿命应选取合理的表面粗糙度。 二、影响表面粗糙度的因素及措施 1、切削加工影响表面粗糙度的因素 在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。减小
表面粗糙度和光洁度对照表
光洁度和粗糙度都是一回事，只不过一个老标准，一个是新标准。 零件加工后的表面粗糙度。过去称为表面光洁度。 在原有的国家标准中，表面光洁度分为14级，其代号为1、2……14。后的数字越大，表面光洁度就越高，即表面粗糙度数值越小。 表面粗糙度基本概念 经过机械加工的零件表面，总会出现一些宏观和微观上几何形状误差，零件表面上的微观几何形状误差，是由零件表面上一系列微小间距的峰谷所形成的，这些微小峰谷高低起伏的程度就叫零件的表面粗糙度。 表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件有接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配面的工作精度、旋转件的疲劳强度、零件的美观等等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影响。 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级
Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 4级 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 5级 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 6级 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
磨削加工时 影响工件表面粗糙度的因素
磨削加工时，影响工件表面粗糙度的因素 1、磨削用量对表面粗糙度的影响 1）砂轮的速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，因而工件表面的粗糙度值就越小。同时，砂轮速度越高，就有可能使表面金属塑性变形的传播速度大于切削速度，工件材料来不及变形，致使表层金属的塑性变形减小，磨削表面粗糙度值也将减小。 2）工件速度对表面粗糙度的影响刚好与砂轮速度的影响相反，增大工件速度时，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，表面粗糙度值将增加。 3）砂轮的纵向进给减小，工件表面的每个部位被砂轮重复磨削的次数增加，被磨表面的粗糙度值将减小。 4）磨削液厂家“联诺化工”发现随着磨削深度增大，表层塑性变形将随之增大，被磨表面粗糙度值也会增大。 2、磨削液对表面粗糙度的影响 磨削液对磨削力,磨削温度及砂轮磨损等方面的影响,最终会影响工件表面粗糙度。 高效磨削液是一种水基化学合成液,它含有阴离子表面活性剂,磨削加工时,砂轮与工件间的磨削产生阳离子。因此,这种磨削液可使砂轮与工件的接触区不产生高热,减少磨粒磨损。同时它含有润滑性能好,吸附性能强的添加剂,在高温高压下与铁反应形成牢固的润滑膜,减小了磨削阻力。高效磨削液还含有非离子表面活性剂,它可降低水的表面张力,提高磨削液的浸润性和清洗性,有利于降低工件表面粗糙度。磨削液厂家“联诺化工”的SCC750B水性环保磨削液属于高效磨削液。SCC750B选用特制的高性能极压添加剂、防锈剂等其它添加剂复配而成，与水混合时可形成稳定的透明荧光绿色溶液。SCC750B水性环保磨削液具有良好的极压润滑性、防锈性、冷却性、沉降性和清洗性。具有极强的抗微生物分解能力，在不同的水硬度条件下，仍可保持其稳定性，是新一代高性能的多用途的无泡磨削液。 SCC750B水性环保磨削液优点： ●含特种极压润滑添加剂，可显著减少砂轮磨损； ●采用高分子水/油溶性防锈剂，对设备及工件（特别是铸铁）有极好的防锈性； ●无泡沫倾向，清洗性能好，比同类产品有更好的金属屑沉降性；透明度高，有利于监察工件的表面加工状态及切削液消耗量，不会刺激皮肤，保护操作者健康；使用寿命长，一年以上更换期，符合环保要求，减少浪费，提高生产效率； ●对操作工人皮肤无伤害、及机台油漆无影响，且有保护作用。 3、砂轮对表面粗糙度的影响 1）砂轮粒度单纯从几何因素考虑，砂轮粒度越细，磨削的表面粗糙度值越小。但磨削液厂家“联诺化工”发现磨粒太细时，砂轮易被磨屑堵塞，若导热情况不好，反而会在加工表面产生烧伤等现象，使表面粗糙度值增大。因此，砂轮粒度常取为46～60号。 2）砂轮硬度砂轮太硬，磨粒不易脱落，磨钝了的磨粒不能及时被新磨粒替代，使表面粗糙度值增大。磨削液厂家“联诺化工”发现砂轮太软，磨粒易脱落，磨削作用减弱，也会使表面粗糙度值增大。常选用中软砂轮。 3）砂轮组织紧密组织中的磨粒比例大，气孔小，在成形磨削和精密磨削时，能获得较小的表面粗糙度值。疏松组织的砂轮不易堵塞，适于磨削软金属、非金
各种加工方法对应表面粗糙度值.doc
用普通材料和一般生产过程所能得到的典型粗糙度数值 方法粗糙度数值 Ra(μm) 光洁 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05 0.025 度值 50 火焰切割 粗磨 锯 刨和插 钻削 化学铣电火花加工 铣削 拉削 铰孔镗、车削滚筒光整电解磨削滚压抛光 磨削 珩磨 抛光 研磨 超精加工砂型铸造 热滚轧 煅 永久模铸造熔模铸造 挤压 冷轧冷拔 压铸 2 ～ 3 2 ～ 4 2 ～ 5 2 ～7 4 ～ 6 4 ～ 6 5 ～ 6 4 ～7 5 ～7 5 ～7 4 ～8 7 ～9 7 ～9 8 ～9 6 ～10 7 ～10 8 ～10 8 ～11 9 ～11 2 ～ 3 2 ～ 3 3 ～ 5 5 ～ 6 5 ～ 6 5 ～7 5 ～7 注 :粗实线为平均适用 ,虚线为不常适用 . 6 ～7 机械加工表面的特征 粗糙度等级Ra 50(▽1) 25(▽2) 12.5(▽ 3) 6.3( ▽4) 3.2( ▽5) 1.6( ▽6) 0.8( ▽7) 0.4( ▽8) 0.2( ▽9) 0.1(▽ 10) 0.05(▽ 11) 0.025(▽12) 0.0125(▽13) 0.006(▽14) 表面状况 粗 明显可见的刀痕 可见的刀痕 面 微见的刀痕 可见加工痕迹 半 光 微见加工痕迹 面 看不见加工痕迹 光 可辩加工痕迹方向 微辩加工痕迹方向 面 不可辩加工痕迹方向 暗光泽面 最 亮光泽面 光镜状光泽面 面 雾状光泽面 镜面 加工方法举例应用举例 粗 锯断、粗车、粗铣、粗刨、钻不接触表面或不重要的接触 加 工孔及用粗锉刀、粗砂轮加工面。如螺栓孔、机座底面等 半精车、精铣、粗铰、粗拉、精 不产生相对运动的接触面或 相对运动速度不高的接触面。 精 刨、扩孔、粗镗、粗磨、精锉、 加 如键和键槽的工作面机盖与机 工粗刮。 体的结合面 精金刚石车刀的精车、精镗、精相对运动速度较高的接触面， 加磨、精刮、粗研、精铰、精拉削、要求很好密合的接触面。如齿 工 挤压、粗珩轮的工作面轴承的重要表面。 光 抛光、细磨、精研、精珩、超 极重要的摩擦表面。如发动机 加气缸内表面、精密量具的工作 精加工。 工 表面。
表面粗糙度参数的定义
所有参数的定义依据ISO 4287—1997标准. 其中蓝色部分为最常用的参数。 Ra----轮廓的算术平均偏差（在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对 值的平均值） Rz----粗糙度最大峰-谷高度（在轮廓取样长度内的最大峰-谷高度） Rz(JIS)--微观不平度十点平均高度（该参数也成为ISO试点高度参数，在取样长度内， 五个最大的轮廓峰和五个最大轮廓谷之间的平均高度差） Rv----最大的谷值（在取样长度内，从轮廓中线到最低的谷值） Rt----轮廓最大的高度（在取样长度内，轮廓最大的峰到最大的谷值之和，即 Rt=Rp+Rv） R3y—粗糙度峰-谷高度（R3y是靠计算在每一个取样长度中，三个最高的峰与三个最深 的谷之间的最小距离值：然后R3y是在取样长度内，找出这些值的最大制。建议至少用五个取样长度来评定） R3z—平均峰-谷高度（R3z是在整个评价长度上，在每一个取样长度上的三个最高的峰 和三个最深的谷之间的垂直距离的平均值） Rp----最大的峰值（在取样长度内，在平均线以上的轮廓的最大高度） Rc—轮廓要素的粗糙度平均高度（在取样长度内，轮廓要素的高度的平均值） Rda—粗糙度算术平均倾斜Slop（在取样长度内，轮廓变化速率的绝对值的算术平均） Rdq—粗糙度均方根倾斜 Rku—粗糙度峰度—概率密度函数 Rlo—粗糙度被测的轮廓长度（在评价长度内，轮廓表面的被测长度，是测针在测量期间，划过表面峰谷的总长度） Rmr—粗糙度材料比曲线 Rpc—粗糙度峰计数 Rsm—粗糙度轮廓要素的平均宽度（在取样长度内，轮廓要素之间在平均线的平均间距） Rvo—粗糙度测定体积的油保持力 Rs—粗糙度局部峰的平均间距 Rq—均方根粗糙度 RHSC—粗糙度高点计数 编辑本段粗糙度仪的技术标准和检定规程 标准： 国家标准：JJF 1105-2003触针式表面粗糙度测量仪校准规范 美国标准： ASTM-D4414/B 检定规程： JJG-2018-89表面粗糙度仪检定规程
机械加工影响表面粗糙度的工艺因素
机械加工影响表面粗糙度的工艺因素 从影响表面粗糙度的成因可以看出,影响表面粗糙度的因素可以分为三类:第一类,与切削刀具有关;第二类,与工件材质有关;第三类,与加工条件有关。 1 切削加工影响表面粗糙度的因素 1.1 切削用量切削参数选择的不同对表面粗糙度影响较大,应引起足够的重视。 切削速度在一定速度范围内,塑性材料容易产生积屑瘤或鳞刺,所以应避开这个积屑瘤区,如用中、低速容易形成积屑瘤。 切削深度切削深度对表面粗糙度基本上没有影响,但过小的切削深度将在刀尖圆弧下挤压过去,形成附加的塑性变形,增大表面粗糙度值。 进给量减小进给量可减小残留面积高度,但过小的进给量将使切屑厚度太薄。当厚度小于刃口圆弧半径时,会引起薄层切削打滑,产生附加表面粗糙度。 1.2 刀刃在工件表面留下的残留面积被加工表面上残留的面积愈大,获得表面将愈粗糙。 用单刃刀切削时,残留面积只与进给量f 、刀尖圆弧半径ro及刀具的主偏角kr、副偏角k1r 有关。 减小进给量f,减小主偏角、副偏角,增大刀尖圆角半径,都能减小残留面积的高度H ,也就降低了零件的表面粗糙度值。 进给量f对表面粗糙度影响较大,但f值较低时,虽然有利于表面粗糙度值的降低,但影响生产率。增大刀尖圆角半径ro,有利于表面粗糙度值的降低。但刀尖圆角半径的增加,会引起吃刀抗力的增加,而吃刀抗力过大会造成工艺系统的振动。减小主、副偏角,均有利于表面粗糙度值的降低。但在精加工时, 主、副偏角对表面粗糙度值的影响较小。 1.3 工件材料的性质塑性材料与脆性材料对表面粗糙度都有较大的影响。 积屑瘤的影响(塑性材料) 在一定的切削速度范围内加工塑性材料时,由于前刀面的挤压和摩擦作用,使切屑的底层金属流动缓慢而形成滞留层,此时切屑上的一些小颗粒就会黏附在前刀面的的刀尖处,形成硬度很高的楔状物,称为积屑瘤。积屑瘤的硬度可达工件硬度的2~3.5倍,它可代替切削刃进行切削,由于积屑瘤的存在,使刀具上的几何角度发生了变化,切削厚度也随之增大,因此将会在已加工表面上切出沟槽。积屑瘤生成以后,当切屑与积屑瘤的摩擦力大于积屑瘤与前刀面的冷焊强度或受到振动、冲击时,积屑瘤会脱落,又会逐渐形成新的积屑瘤。由此可见,积屑瘤的生成、长大和脱落,使切削发生波动,并严重影响工件的表面质量。脱落的积屑瘤碎片,还会在工件的已加工表面上形成硬点,因此,积屑瘤是增大表面粗糙度值的不可忽视的因素。
机械制造工程之切削过程和控制复习题
机械制造工程之切削过程及其控制复习题-----------------------作者：
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机械制造工程学复习题 第二章切削过程及其控制 2-1 什么是切削用两三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？ 2-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些基本角度。 2-3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？ 2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？ 2-5 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？ 2-6 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？ 2-7 什么是积削瘤？它对加工过程有什么影响？如何控制积削瘤的产生？ 2-8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。
2-9 常用的切屑形态有哪几种？它们一般都在什么情况下生成？怎 样对切屑形态进行控制？ 2-10 切削力为什么要分解为三个分力？各分力的大小对加工过程有 什么影响？ 2-11 在CA6140型车床上车削外圆，已知：工件材料为灰铸铁， 其牌号为HT200;刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6；刀具几何参数为：0010=γ，οοοο10,10,45,8''00-=====s r r k k λαα（s λ对三向切削分力的修正系数分别为75.0,5.1,0.1===f s p S C s F F F k k k λλλ），mm r 5.0=ε；切削用量为： min /80,/4.0,3m v r mm f mm c p ===α。试求切削力F c 、F f 、F p 及切削功率。 2-12 影响切削力的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 2-13 影响切削温度的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 2-14 试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条 件下产生？ 2-15 什么是刀具的磨钝标准？制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素？ 2-16 什么是刀具寿命和刀具总寿命？试分析切削用量三要素对刀具 寿命的影响规律。 2-17 什么是最高生产率刀具寿命和最小成本刀具寿命？怎样合理选 择刀具寿命？ 2-18 试述刀具破损的形式及防止破损的措施。 2-19 试述前角的功用及选择原则。
表面粗糙度参数
第4章表面粗糙度 4.1 概述 在机械加工过程中，由于切削会留下切痕，切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。 一、表面粗糙度的实质 表面粗糙度是一种微观的几何形状误差，通常按波距的大小分为：波距w 1mm的属表面粗糙度； 波距在1~10mm间的属表面波度； 波距〉10mm的属于形状误差。 atEir 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 1?对摩擦和磨损的影响 一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。 2.对配合性能的影响 表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。 3.对疲劳强度的影响 当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。 4?对接触刚度的影响表面越粗糙，实际承载面积越小，接触刚度越低。 5?对耐腐蚀性的影响表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。 此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量，表面的反射能力等等，所以要给予充分的重视。 4.2表面粗糙度的评定 一.基本术语 1?轮廓滤波器把轮廓分成长波和短波成分的滤波器
2. 入滤波器 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波 3?取样长度用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长 度。 规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对 表面粗 糙度测量结果的影响。推荐的取样长度值见表4-1。在取样 长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。 4?评定长度 评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。 为了充 分合理地反映表面的特性，一般取 In =51。 5?轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。 ⑴轮廓的最小二乘中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基 准线。在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距 的平方和为最小。即： ⑵轮廓的算术平均中线 在取样长度内，将实际轮廓划分为 F 两部 分，并使上、下两部分的面积相等的基准线。即：齢走向 x 二、评定参数(GB/T 3505-2000) 1?与高度特性有关的参数： ⑴轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度内，被测轮廓上各点 至轮廓 中线偏距绝对值的算术平均值。即： Ra 参数能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，并且 所用 仪器(电动轮廓仪)的测量比较简便，因此是 GB 推荐的首 选评定参数。图样上标注的参数多为Ra 。如X 表示Ra w 3.2 m 4*****^ J 一.押 l ■ tr — 2 In lr 0 Z i 2 dx = min 上、 Isas 1 lr Ra = l7 0 Z X dx 或近似为: Z i Ra = F1+F3+…+F2 n-1二F2+F4+…+F2n
表面粗糙度及其影响因素
表面粗糙度及其影响因素 一、切削加工中影响表面粗糙度的因素 影响表面粗糙度的因素主要有几何因素和物理因素。 １．几何因素： 式中 f ——进给量。 Kr ——主偏角。 Kr’——副偏角 考虑刀尖圆弧角： 式中 f ——进给量。 r ——刀尖圆弧半径。 如图11-8、9所示，用刀尖圆弧半径r＝0的车刀纵车外圆时，每完成一单位进给量f后，留在已加工表面上的残留面积，它的高度Rmax即为理论粗糙度的轮廓最大高度Ry。 图11- 8 图11- 9 图11- 10 加工后表面实际轮廓和理论轮廓 切削加工后表面粗糙度的实际轮廓形状，一般都与纯几何因素所形成的理论轮廓有较大的差别，如图11-10。这是由于切削加工中有塑性变形发生的缘故。 生产中，若使用的机床精度高和材料的切削加工性好，选用合理的刀具几何形状、切削用量和在刀具刃磨质量高、工艺系统刚性足够情况下，加工后表面实际粗糙度接近理论粗糙度，这样减小表面粗糙度数值、提高加工表面质量的措施，主要是减小残留面积的高度Ry。 ２.物理因素 多数情况下是在已加工表面的残留面积上叠加着一些不规则的金属生成物、粘附物或刻痕。形成它们的原因有积屑瘤、鳞刺、振动、摩擦、切削刃不平整、切屑划伤等。 ３.积屑瘤的影响 积屑瘤的生成、长大和脱落将严重影响工件表面粗糙度。 同时，由于部分积屑瘤碎屑嵌在工件表面上，在工件表面上形成硬质点。见图11-11。
图11- 11 图11- 12 鳞刺的影响鳞刺的出现，使已加工表面更为粗糙不平。 鳞刺的形成分为： 抹拭阶段：前一鳞刺已经形成，新鳞刺还未出现；而切屑沿着前刀面流出，切屑以刚切离的新鲜表面抹拭刀——屑摩擦面，将摩擦面上有润滑作用的吸附膜逐渐拭净，以致摩擦系数逐渐增大，并使刀具和切屑实际接触面积增大，为这两相摩擦材料的冷焊创造条件，如图11-12(a)。 导裂阶段：由于在第一阶段里，切屑将前刀面上的摩擦面抹拭干净，而前刀面与切屑之间又有巨大的压力作用着，于是切屑与刀具就发生冷焊现象，切屑便停留在前刀面上，暂时不再沿前刀面流出。这时切屑代替前刀面进行挤压，刀具只起支撑切削的作用。其特点是在切削刃前下方，切屑与加工表面之间出现一裂口。如图11-12(b)。 层积阶段：由于切削运动的连续性，切屑一旦停留在前刀面上，便代替刀具继续挤压切削层，使切削层中受到挤压的金属转变为切屑。而这部分新成为切屑的金属，只好逐层的积聚在起挤压作用的那部分切屑的下方。；这些金属一旦积聚并转化为切屑，便立即参与挤压切削层的工作；同时，随着层积过程的发展，切削厚度将逐渐增大，切削力也随之增大，如图11-12(c)。 刮成阶段：由于切削厚度逐渐增大，切削抗力也随之增大，推动切屑沿前刀面流出的分力Fy也增大。当层积金属达到一定厚度后，Fy力便也随之增大到能够推动切屑重新流出的程度，于是切屑又重新开始沿前刀面流出，同时对切削刃便刮出鳞刺的顶部，如图11-12(d)。至此，一个鳞刺的形成过程便告结束。紧接着，又开始另一个新鳞刺的形成过程。如此周而复始，在工件加工表面上便不断地生成一系列鳞刺。 振动的影响切削加工时，在工件与刀具之间经常发生振动，使工件表面粗糙度值增大。 从物理因素看，要降低表面粗糙度主要应采取措施减少加工时的塑性变形，避免产生积屑瘤和鳞刺。对此起主要作用的影响因素有切削速度、被加工材料的性质及刀具的几何形状、材料和刃磨质量。 ①切削速度的影响： 图11- 13
表面粗糙度的符号和画法
.表面粗糙度代号 GB/T131-93规定,表面粗糙度代号是由规定的符号和有关参数组成,表面粗糙度符号的画法和意义如下表所示 表13-3 表面粗糙度的符号和画法 序号符号意义 1 基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注。 2 表示表面是用去除材料的方法获得，如车、铣、钻、磨等。 3 表示表面是用不去除材料的方法获得，如铸、锻、冲压、冷轧等。 4 在上述三个符号的长边上可加一横线，用于标注有关参数或说明。 5 在上述三个符号的长边上可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求。 6 当参数值的数字或大写字母的高度为2.5mm时，粗糙度符号的高度取8mm，三角形高度取3.5mm，三角形是等边三角形。当参数值不是2.5时，粗糙度符号和三角形符号的高度也将发生变化。 4.常用表面粗糙度Ra的数值与加工方法 表面特征表面粗糙度(Ra)数值加工方法举例 明显可见刀痕粗车、粗刨、粗铣、钻孔 微见刀痕精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨 看不见加工痕迹，微辩加 工方向 精车、精磨、精铰、研磨 暗光泽面研磨、珩磨、超精磨 5.表面粗糙度的选择 表面粗糙度的选择，既要考虑零件表面的功能要求，又要考虑经济性，还要考虑现有的加工设备。一般应遵从以下原则： (1) 同一零件上工作表面比非工作表面的参数值要小； (2) 摩擦表面要比非摩擦表面的参数小。有相对运动的工作表面，运动速度越高，其参数值越小；
(3) 配合精度越高，参数值越小。间隙配合比过盈配合的参数值小； (4) 配合性质相同时，零件尺寸越小，参数值越小； (5) 要求密封、耐腐蚀或具有装饰性的表面，参数值要小。
表面粗糙度参数Rz
表面粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的 测量 甘晓川张瑜刘娜石作德谷荣凤 在GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构术语、定义及参数》中定义了表面粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)R a、R q、R sk、R ku和间距参数、混合参数等，虽然该标准等效采用了ISO4287:1997《几何产品规范(GPS)表面特征:轮廓法表面结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满足我国目前工业生产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出一 些非标的表面粗糙度参数的技术要求，例如R max(DIN EN ISO 4287)、RP c(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此生产部 门对这些参数的准确测量都有迫切的需求。同时，对这些参数 的正确认识及理解能有效地指导生产过程，在使产品技术指标 满足要求的同时可有效降低生产成本。 笔者在实际工作中经常会为一些厂家测量这样的参数，如发 动机冷凝管内表面的R max、R t等参数、轴类零件的RP c参数。现结合实例对这些参数的定义和测量方法作一些说明，以供参考。 一、参数的定义 1.参数R z(GB/T3505-2000) 在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图1所示。
图1 参数R z示意图 这里R z的定义和GB/T3505-1983《表面粗糙度术语表面及其参数》中的定义已经完全不同。GB/T3505-1983中R z符号曾用于指示“不平度的十点高度”。正在使用中的一些表面粗糙度测量仪器大多只能测量以前的参数R z。因此，采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重，因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差别，并不都是非常微小而可忽略的。 2.参数R max(DIN EN ISO 4287) 参数R max与参数R zi之间有些关系，因此首先介绍R zi的定义。R zi的定义为，在一个取样长度lr内最高峰和最低谷之间的垂直距离。 R max的定义为在评定长度lc内R zi的最大值(在DIN EN ISO 4288中，R max的符号为R z1max)，其示意图如图2所示。 图2 参数R max示意图
切削因素对粗糙度的影响.
“工程材料与成形加工基础实验远程教学系统”用户手册 切削因素对粗糙度的影响 实验目的：1.了解加工表面粗糙度的影响因素. 2.了解降低表面粗糙度的工艺措施. 实验原理： 一、影响表面粗糙度的因素 1、切削时刀刃在已加工表面上遗留下来的刀痕------主要因素； 2、切削时塑性材料前刀面的挤压和摩擦作用，形成积屑瘤或鳞刺； 3、刀具后刀面与已加工表面的摩擦及挤压导致弹性恢复、硬化甚至龟裂； 4、切削脆性材料时切削崩碎形成的麻点痕迹； 5、加工系统的高频震动形成的振纹。 、降低加工表面粗糙度的工艺措施 1、合适的切削条件 (1)切削速度v: 塑性材料,用低速或高速,避免产生切削瘤,降低表面粗糙度. (2)进给量f: 减小进给量,可有效地减小残留面积高度,降低表面粗糙度. (3)背吃刀量: 背吃刀量过小,则刀尖圆弧过度刃口切不下切削层,加工表面引起附加塑性变形,影响表面粗糙度. (4)切削液: 冷却润滑作用,减小摩擦,降低温度,从而减小切削过程的塑性变形,抑制鳞刺和积屑瘤的生成,降低表面粗糙度. 2、合理的刀具几何参数和刀具材料 (1)前角γ o : 增大γ o, 可抑制积屑瘤产生,降低表面粗糙度. (2)副偏角k ＇r :减小k ＇r,可减小残留面积,高度h.降低表面粗糙度. (3刀尖圆弧过渡半径r Σ : 增大r Σ ,可减小残留高度, 降低表面粗糙度. (4)刀具材料: 刀具材料与工件材料分子亲和力小,前刀面上形成积屑瘤的机率小,则表面粗糙度下降.
3、改善工件材料的力学性能和金相组织 材料硬度越高→切削抗力越大→切削温度越高→刀具磨损越快→表面质量越不稳定. 材料越软(塑性越好) →切削变形越大→切削温度越高→刀具磨损越快→表面质量越低. 处理方法: 低碳钢(塑性大): 正火(提高硬度). 高碳钢(硬度高):球化退火(提高塑性). 中碳钢可调质处理(提高力学性能). 实验设备：
表面粗糙度及表面粗糙度的标注方法
一.表面粗糙度的符号 注意：极限值表示参数的实测值中允许少于总数的16%的实测值超过规定值，高度参数常用Ra，在图中标注时常省略。无max min则表示是上极限或下极限，如果有则表示最大值和最小值，单位为微米 基本符号，表示可使用任何方法获得 基本符号加一短划，表示表面用去除材料的方法获得 表示用不去除材料方法获得（铸锻冲压等） 表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求 二.表面粗糙度的代号 1. d' =h/10；H=1.4h；h为字体高度 a1、a2--粗糙度高度参数的允许值(mm)； b加工方法、镀涂或其他表面处理； c取样长度(mm)； d加工纹理方向符号； e加工余量(mm)； f粗糙度间距参数值(mm)或轮廊支承长度率。 2.零件的加工表面的粗糙度要求由指定的加工方法获得，用文字标注在符号上边的横线，加工方法也可在图样的技术要求中说明 3.加工纹理方向： = 纹理平行于标注符号的视图的投影面 ⊥纹理垂直于标注符号的视图的投影面 x 纹理呈两相交的方向 M 纹理呈多方向 c 纹理呈近似同心圆 R 纹理呈近似的放射状 p 纹理无方向或凸起的细粒状 4.加工余量：注在符号的左侧，标注时数值要加上括号，单位为毫米 5.参数S Sm Tp l的标注，应标注在符号长边的横线下面，并且必须在参数值前注写参数的符号 三。表面粗糙度符号、代号在图样上的标注 一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面，代号中数字及符号的注写方向必须与尺寸数字方向一致
标准规定在同一图样上，每一表面一般只标注一次。当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代号可以统一注在图样的右上角，并加注“其余”两字当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其代号可在图样的右上角统一标注序号标注规定及说明图例 １当零件的大部分表面具有相同的表由粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可统一注在图样的右上角，并加注‘其余”两字，且应是图样上其它代（符）号高度的1.4倍 ２ 代号中数字注写方向应与尺寸数字方向一致；倾斜表面的代号及数字标控方向应符合图右规定 ３ 带有横线的表面粗糙度应按右图方式标注
金属切削过程分析与控制
金属切削过程分析与控制 1切屑的形成 1、切屑的类型及其分类 由于工件材料不同，切削过程中的变形程度也就不同，因而产生的切屑种类也就多种多样，如下图示。图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑，最后一种为切削脆性材料的切屑。切屑的类型是由应力-应变特性和塑性变形程度决定的。 （1）带状切屑 它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料（如碳素钢、合金钢、铜和铝合金），当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。（2）挤裂切屑 这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削黄铜或切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。（3）单元切屑 如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成
为梯形的单元切屑，如图c所示。切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑。 以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。 假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。 这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。 如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑，如图c所示。切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑。 以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。 假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。 这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。 （4）崩碎切屑 这是属于脆性材料（如铸铁、黄铜等）的切屑。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的。
影响表面粗糙度的因素
影响表面粗糙度的因素 表面粗糙度是衡量已加工表面质量的重要标志之一，它对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和配合性质都有很大影响。但是，在加工中表面粗糙度影响因素有很多，为了达到良好的表面粗糙度，我们就来了解一下这些因素有哪些。 影响表面粗糙度的因素 一、加工表面粗糙的原因 1、残留面积：残留面积是刀具的主、副切削刃切削后，残留在已加工表面上的一些尚未被切去的面积。 2、鳞刺：用高速钢刀具低速或中速切削塑性金属材料时，如低碳钢、中碳钢、不锈钢、铝合金等，常在已加工表面上产生鱼鳞片状的毛刺，称为鳞刺。出现鳞刺会显著增大已加工表面的表面粗糙度。 3、积屑瘤：在切削过程中，当产生积屑瘤时，其突出的部分能代替切削刃切入工件，在已加工表面上划出深浅不一的沟纹；当积屑瘤脱落时，部分积屑瘤碎片粘附在已加工表面上，形成细小毛刺，造成表面粗糙度增大。 4、振动：在切削加工时，由于工艺系统产生周期性振动，使已加工表面出现条痕或波纹痕迹，使表面粗糙度值明显增大。 二、影响表面粗糙度的因素 凡影响残留面积、积屑瘤、鳞刺、振动的因素都影响加工表面粗糙度。 1、切削用量：进给量对残留面积的影响最大。进给量减小，残留面积减小。 切削塑性金属时，当切削速度很低或很高时，表面粗糙度值较小。这是因为低速时积屑瘤不易产生；切削速度较高时，塑性变形减小，可消除鳞刺的产生。在切削脆性材料时，切削速度的影响较小，因为材料变形小，故表面粗糙度值也减小。 2、刀具几何参数：刀具的刀尖圆弧半径、主偏角和副偏角对残留面积和振动有较大的影响。一般当刀尖圆弧半径增大，主偏角和副偏角减小时，表面粗糙度值小，但如果机床刚度低，刀尖圆弧半径过大或主偏角过小，会由于切削力增大而产生振动，使表面粗糙度值增大。 3、刀具材料：刀具材料不同，刃口圆弧半径的大小和保持锋利的时间是不同的。高速钢刀具能刃磨得很锋利，但保持的时间较短，所以在低速切削时表面粗糙度