影响表面粗糙度的因素
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。
浅谈加工表面粗糙度和物理力学性能的影响因素研究
浅谈加工表面粗糙度和物理力学性能的影响因素研究浅谈加工表面粗糙度和物理力学性能的影响因素研究机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的。
产品的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取决于零件表面层的质量。
表面面质量对零件耐磨性、疲劳强度、耐蚀性、配合质量都有严重的影响。
机械机械加工表面质量的内容主要包括：表面粗糙度、表面层的物理力学性能和表面波度等。
本文主要以影响加工表面粗糙度和加工表面物理力学性能变化的因素进行分析研究。
1 影响表面粗糙度的因素1.1 切削加工影响表面粗糙度的因素从几何因素方面分析，刀具相对于工件作进给运动时，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。
残留面积的大小与进给量、刀尖圆弧半径及刀具的主偏角、副偏角有关。
对于宽刃刀具、定尺寸刀具和成形刀具等，其切削刃本身的表面粗糙度对加工表面粗糙度的影响也很大。
从物理因素方面分析，主要是切削过程中刀具刃口钝圆半径及后刀面对工件的挤压、摩擦作用使金属材料发生塑性变形，使表面粗糙度恶化。
当低速切削塑性材料（如低碳钢和不锈钢等）时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，产生积屑瘤和鳞刺，使表面粗糙度值加大。
工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。
当加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
精加工时，因切削深度小，刀刃容易打滑，也影响表面粗糙度。
综上所述，在切削加工中影响表面粗糙度的工艺因素主要有：1）切削用量切削速度v在一定的范围内容易产生积屑瘤和鳞刺；减少进给量f可降低残留面积高度。
因些合理选择切削用量是降低粗糙度的重要条件。
2）刀具材料和几何参数实践表明，在切削条件相同时，用硬质合金刀具加工的工作表面粗糙度比用高速钢刀具加工的低。
用金钢石车刀加工因不易形成积屑瘤，故可获得粗糙度很低的表面。
刀类圆弧半径rE、主偏角KC和副偏角kcC均影响残留面积的大小。
影响表面粗糙度的因素
.影响表面粗糙度的因素1．切削加工中影响表面粗糙度的因素1)?几何因素2）物理因素切削加工后表面粗糙度的实际轮廓形状一般都与由纯几何因素形成的理想轮廓有较大的差别。
这是由于存在与被加工材料的性质及切削机理有关的物理因素的缘故。
采用低切削速度加工塑性金属材料(如低碳钢、铬钢、不锈钢、高温合金、铝合金等)时，容易出现积屑瘤与鳞刺，使加工表面粗糙度严重恶化，成为影响加工表面质量的主要因素。
刀具与被加工材料的挤压与磨擦使金属材料发生塑性变形，也会增大表面粗糙度。
切削加工中的振动，使工件的表面粗糙度增大。
从物理因素看，降低表面粗糙度的主要措施是减少加工时的塑性变形，避免产生积屑瘤和鳞刺。
其主要影响因素有切削速度、被加工材料的性质、刀具的几何形状、材料性质和刃磨质量。
适当增大刀具的前角，可以降低被切削材料的塑性变形；降低刀具前刀面和后刀面的表面粗糙度可以抑制积屑瘤的生成；增大刀具后角，可以减少刀具和工件的摩擦；合理选择冷却润滑液，可以减少材料的变形和摩擦，降低切削区的温度；采取上述各项措施均有利于减小加工表面的粗糙度。
2．磨削中影响表面粗糙度的因素三．影响加工表面金属层物理力学性能的因素加工过程中，由于切削力和切削热的作用，工件表面金属层的物理力学性能会发生很大的变化，导致表面层金属和基体材料的性能有很大的差异。
其影响因素主要表现为三个方面。
1．表面层金属材料的加工硬化切削（磨削）过程中产生的塑性变形，会使表层金属的晶格发生畸变，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长，甚至破碎，从而使表层金属的硬度和强度提高，这种现象称为加工硬化。
加工硬化的程度取决于塑性变形的程度。
影响加工硬化的因素(1)?切削力越大，塑性变形越大，硬化程度也越大。
因此，当进给量、背吃刀量增大，刀具前角减小时，都会因切削力增大而使加工硬化程度增大。
(2)?切削温度越高，会使加工硬化作用减小。
如切削速度增大，会使切削温度升高，加工硬化程度将会减小。
影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施
3. 采用适当的冷却方法，如切削液，以降低切削温度和减少热量对刀具的影响。
4. 定期检查和更换刀具，以确保刀具处于良好状态，从而保证加工表面质量。
工件材料对表面粗糙度的影响
04
硬度过低的工件材料在加工过程中容易产生塑性变形，使得工件表面粗糙度增加。
刀具磨损对表面粗糙度的影响
03
总结词
随着刀具磨损的增加，切削力通常会增大。这主要是因为刀具磨损导致切削刃变钝，切削刃与工件之间的摩擦增大，切削力也随之增大。
详细描述
在切削过程中，刀具的切削刃会逐渐磨损，导致切削刃变钝。钝的切削刃与工件表面的摩擦增大，使得切削力增加。这不仅会影响切削过程的稳定性，还可能导致切削热增加，进一步加剧刀具磨损。
影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施
汇报人：
2024-01-04
切削用量对表面粗糙度的影响刀具几何参数对表面粗糙度的影响刀具磨损对表面粗糙度的影响工件材料对表面粗糙度的影响切削液对表面粗糙度的影响改善加工表面粗糙度的措施
目录
切削用量对表面粗糙度的影响
01
01
02
在切削塑性材料时，适当降低切削速度可以有效减小表面粗糙度值。在切削脆性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响较小。
切削速度越高，切削力越大，切削温度越高，从而使得工件材料软化，容易产生塑性变形，导致表面粗糙度值增大。
进给量增大，切削厚度增加，切削力也相应增大，切削过程中工件材料的塑性变形增大，导致表面粗糙度值增大。
适当减小进给量，可以减小表面粗糙度值。但进给量过小会导致切削力过小，反而使得表面粗糙度值增大。因此，需要根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素选择合适的进给量。
影响表面质量的因素
(2)表层的残余应力
残余应力产生的原因： 1）热态塑性变形,2）金相组织的变化,3）冷态塑性变形 局部温升过高引起的热应力: 材料在高温下，处于热塑性状态，因温度升高体积膨胀,当温 度降低体积减小而发生收缩，受下层材料的限制，则表层形 成残余拉应力。 局部金相组织变化引起的相变应力 残余奥氏体→回火马氏体：体积膨胀，表层为残余压应力； 马氏体→屈（索）氏体：体积收缩，表层为残余拉应力。 表面局部冷塑变形引起的塑变应力 表层被拉长,表层存在压应力，里层存在压应力。另外,金属发 生冷塑变形，比重下降，体积增大，使表层存在压应力,下层 存在拉应力
(2)表层的残余应力
• 1)影响切削表层残余应力的因素 • 切削用量影响
进给量↑ ，会使表层金属塑性变形增加，残余应 力的数值及扩展深度相应增大。
切削速度 ↑,冷塑性变形↓,热塑性变形↑,金相组织 发生变化的可能性增加. 刀具角度的影响:前角.切削刃钝圆半径、刀具磨 损状态.
工件材料的影响:塑性大的材料，切削加工后表面 层一般产生残余拉应力；脆性材料,表面层产生残 余压应力。
2.影响表面层物理力学性能的因素
（1）表面层的加工硬化 ２）影响切削加工硬化的主要因素
①刀具：刀刃钝圆半径↑，冷作硬化↑； 后刀面磨损↑，冷作硬化↑。
②切削用量：切削速度↑，切削温度↑，则 冷作硬化↓；
进给量↑，冷作硬化↑。 ③被加工材料：硬度↑，冷作硬化↓；
塑性↑，冷作硬化↑。
Go
back
2.影响表面层物理力学性能的因素
（3）表面层材料的金相组织变化
磨削淬火钢时容易出现的三种烧伤： 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度，
而未达相变温度，产生回火组织 （索氏体或屈氏体）。 淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，由于冷却液 急冷，表层出现二次淬火马氏体。 退火烧伤：磨削区温度超过相变温度，不用冷
机械加工影响表面粗糙度的因素及应对措施
机械加工影响表面粗糙度的因素及措施!1、机械加工零件表面粗糙度的概述那么为了较好的提高零件的性能就需要减小零件表面粗糙度，其方法是针对影响零件粗糙度的因素而采取相应的措施，这样会取得更好的效果。
2、影响表面粗糙度的因素在零件的加工过程中会使得零件表面形成一定的粗糙程度，这非常不利于零件的正常使用。
影响零件表面粗糙度的因素有刀具几何形状的影响、积削瘤的影响、工件材料的影响、加工条件的影响以及振动的影响，下面将详述影响零件表面粗糙度的因素。
2.1刀具几何形状的影响刀具是用来切割零件的工具，在切割的过程中刀具与零件的接触最为充分，那么刀具对零件的表面粗糙度影响也最大，适当的增加刀具几何形状的前角可以在较大程度上减小零件表面粗糙度，但是过度增加刀具几何形状的前角反而会使得表面粗糙度增加。
这在实际的过程中很难进行控制，容易使得零件的表面粗糙度受到较大的影响。
当前角一定时，后角越大刀具就越锋利，也更加容易进行切割。
适当的增加后角可以减小刀面与零件表面的摩擦和挤压，这样就可以有效的减小零件的表面摩擦度。
但是后角过大时就会发生切削振动，从而使得零件的表面摩擦度增加。
但是适当的后角在实际操作中也很难进行把握，所以在实际的操作中容易使得零件的表面粗糙度增加。
此外刀具的前刀面与后刀面对零件的表面粗糙度也有一定的影响，如果刀具的前刀面和后刀面粗糙值较小，那么零件的表面粗糙度就越小。
因为刀具的前后刀面越光滑就越锋利，在切割的过程中就不容易产生缺口，从而使得零件的表面粗糙度减小。
由此可见刀具的几何形状对于零件表面粗糙度的大小有着非常重要的影响，所以在降低零件表面粗糙度的过程中药着重考虑这个影响因素。
2.2积削瘤的影响积削瘤所指的是在金属切削过程中，会有一些从工件上掉下来的金属冷焊并层积在前刀面上，这样就会形成一个非常坚硬的金属堆积物，这个金属堆积物的硬度是工件硬度的2~3倍，能够代替刀刃进行切削，但是在不断的切削过程中会逐渐掉落，这个金属堆积物所指的就是积削瘤。
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。
机械零件表面质量影响粗糙度的原因
机械零件加工质量中，表面质量是衡量一个机械零件是否合格的重要指标之一。
而表面粗糙度则是衡量表面质量的指标。
粗糙度越高，表面质量越差，越容易造成机械设备的损坏。
那么，在机械零件的加工生产中，主要影响粗糙度的原因都有哪些呢？1、切削加工影响表面粗糙度因素在进行切削加工的时候，表面会留下切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的的反应，想要减小残留面积的高度，可以减小进给量、主偏角、副偏角并增大刀尖圆弧半径。
除此之外，适当让刀具的前角增大，可以让塑性变形的程度减少，同时配合使用润滑液、提高刀具刃磨质量，还有助于减小切削时的塑性变形并抑制刀瘤、鳞刺的生成，对于减小表面粗糙度还是有一定帮助的。
2、工件材料的性质对塑性材料进行加工时，刀具会对金属产生挤压作用，出现塑性变形现象，在加上刀具会让切屑与工件产生撕裂作用，让金属的表面粗糙度变大，工件材料韧性越好，金属的塑性变形越大，加工表面就会越粗糙。
对脆性材料进行加工时，会产生碎粒切屑，这会在金属加工表面造成污染，留下麻点，让金属的表面粗糙度变大。
3、磨削加工影响表面粗糙度的因素磨削加工表面粗糙度的形成过程与切削加工表面粗糙度形成过程一样。
磨削加工表面粗糙度的形成，也是因为几何因素与表面金属的塑性变形来决定的。
影响磨削表面粗糙的主要因素有：（1）磨削加工中砂轮的粒度与硬度砂轮硬度的选择要根据产品表面精度要求来决定，应让磨粒钝化后及时脱落，露出新的磨粒后继续磨削。
砂轮粒度越细，单位面积上磨粒数越多。
（2）砂轮的修整由于磨削加工中，砂轮在磨削过程中会出现钝化，所以对砂轮应该进行及时修整，确保砂轮的微刃性和等高性。
（3）工件材质工件材料的硬度、塑性、韧性和导热性，对于表面粗糙度都会有一定的影响，工件硬度高，磨粒易钝化。
工件硬度低，砂轮容易阻塞，这些都会造成表面粗糙度增高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
值较小。
硬质合金刀具刃磨后刃口圆弧半径较大，在高速度下切削表面粗糙度值较小。
4、工件材料：加工塑性材料时，工件材料的塑性越低，硬度越高，则出现积屑瘤、鳞刺、冷硬的现象减少，表面粗糙度值越小。
因此高碳钢、中碳钢、调质钢加工后表面粗糙度值比低碳钢小，加工铸铁时，由于切屑呈崩碎型，故在同样加工条件下，切削铸铁的表面粗糙度值比钢大。