关于机械零件加工减小表面粗糙度方法的探讨
《机械制造工艺学》教案 影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施

编案时间:适用班级:0903、0904课时:2课时教学课题:影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施教学目标:掌握影响切削加工表面粗糙度的因素及改善表面粗糙度的方法;磨削加工表面粗糙度的因素及改善表面粗糙度的方法;教学重点:掌握影响切削加工表面粗糙度的因素及改善表面粗糙度的方法;教学难点:表面粗糙度的计算;教具仪器:多媒体第3章机械加工质量控制第一节影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施3.1影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施3.1.1切削加工表面粗糙度切削加工表面粗糙度主要取决于切削残留面积的高度,并与切削表面塑性变形及积屑瘤的产生有关。
影响切削残留面积高度的因素图4.47示出了车削加工残留面积的高度。
图a为使用直线刀刃切削的情况,其切削残留面积高度为:(4-34) 图b为使用圆弧刀刃切削的情况,其切削残余面积的高度为:(4-35)图4-60 残留面积高度Rmax从上面两式可知,影响切削残留面积高度的因素主要包括:刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角及进给量f等。
影响切削表面塑性变形和积屑瘤的因素图4-61示出了加工塑性材料时切削速度对表面粗糙度的影响。
切削速度v处于20~50m/min 时,表面粗糙度值最大,这是由于此时容易产生积屑瘤或鳞刺。
积屑瘤已在3.4节中介绍,鳞刺是指切削加工表面在切削速度方向产生的鱼鳞片状的毛刺。
在切削低碳钢、中碳钢、铬钢、不锈钢、铝合金、紫铜等塑性金属时,无论是车、刨、钻、插、滚齿、插齿和螺纹加工工序中都可能产生鳞刺。
积屑瘤和鳞刺均使表面粗糙度值加大。
当切削速度超100m/min时,表面粗糙度值下降,并趋于稳定。
在实际切削时,选择低速宽刀精切和高速精切,往往可以得到较小的表面粗糙度值。
图4-61 切削45钢时切削速度与粗糙度关系一般说,材料韧性越大或塑性变形趋势越大,被加工表面粗糙度就越大。
切削脆性材料比切削塑性材料容易达到表面粗糙度的要求。
对于同样的材料,金相组织越是粗大,切削加工后的表面粗糙度值也越大。
浅论表面粗糙度及其影响因素

C OCCUPATION2013 0180案例ASES浅论表面粗糙度及其影响因素高瑞兰摘 要:本文简要介绍了表面粗糙度对机械零件使用性能的影响,强调要获得好的工件表面质量,就必须降低表面粗糙度,并简要列举了降低表面粗糙度的几种措施。
关键词:表面粗糙度 工作精度 配合性质 加工参数 切削液表面粗糙度是指零件加工表面具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。
表面粗糙度越小,零件表面越光滑。
在机械加工过程中,工件表面粗糙度的大小,是衡量工件表面质量的重要标志,对机械零件的使用性能具有很大影响。
一、工件表面粗糙度对机械零件使用性能的影响1.加剧零件的摩擦和磨损机器做功时,许多零件的表面之间存在着相互运动,相互运动将产生摩擦,进而导致磨损。
由于零件表面粗糙度的存在,当两个零件表面接触时,它们的接触面不是整个零件表面,而仅仅是两加工表面上许多突出小峰的顶端,从而导致实际接触面积只是理论面积的一部分,而加剧了零件的磨损。
并且表面越粗糙,接触面积越小,越易磨损,也就是零件的耐磨性越差。
但同时也要注意并不是表面越光滑越好,当表面粗糙度值超过一定值后,会由于表面过于光滑不利于润滑液的储存,且使接触表面之间的分子亲和力增大,甚至发生分子粘合,使摩擦阻力增大,从而进入一个急剧磨损阶段。
2.影响机器和仪器的工作精度工件的粗糙表面易于磨损,使配合间隙增大,从而使运动件灵敏度下降,影响机器和仪器的工作精度。
3.对配合性质造成影响在间隙配合中,如果零件的配合表面粗糙,就会使配合件很快磨损而增大配合间隙,改变配合性质,降低配合精度;在过盈配合中,如果零件的配合表面粗糙,则装配后配合表面的凸峰被挤平,配合件间的有效过盈量减小,降低配合件间的连接强度,从而影响配合的有效性。
4.对零件强度造成影响零件表面越粗糙,对应力集中越敏感,特别是在交变载荷作用下,产生的交变应力在工件表面微观不平度凹谷处易造成应力集中,从而形成细小裂纹,甚至使工件损坏。
关于表面粗糙度对机械零件使用性能的影响分析

关于表面粗糙度对机械零件使用性能的影响分析表面粗糙度是指物体表面的不平整程度,是影响机械零件使用性能的重要因素之一。
通过合理的表面粗糙度设计和控制,可以有效提高机械零件的使用寿命、效率和减小摩擦损耗,因此对表面粗糙度对机械零件使用性能的影响进行深入分析非常重要。
一、表面粗糙度对机械零件的影响1. 表面粗糙度对机械零件的摩擦性能的影响:表面粗糙度直接影响机械零件的摩擦性能,表面粗糙度越小,接触面越光滑,摩擦系数越小,从而降低了能量损耗和磨损,提高了机械零件的使用寿命和效率。
3. 表面粗糙度对机械零件的疲劳性能的影响:表面粗糙度会使机械零件在受力时容易产生应力集中和裂纹,降低了机械零件的疲劳强度和使用寿命。
4. 表面粗糙度对机械零件的加工难度的影响:表面粗糙度较大会使机械零件的加工难度增加,制造成本增加。
二、如何控制表面粗糙度以提高机械零件使用性能1. 选用合适的材料和工艺:选用适当的材料和工艺,如表面处理、涂层等,来降低表面粗糙度,并提高机械零件的使用性能。
3. 使用适当的润滑方式:采用适当的润滑方式,如油脂润滑、润滑脂润滑等,来降低机械零件的摩擦系数,减小磨损。
4. 增加表面处理:采用表面喷砂、抛光、镀层等表面处理方法,降低表面粗糙度,提高机械零件的使用性能。
5. 注意维护保养:定期进行维护保养,及时处理机械零件表面的磨损和腐蚀,延长机械零件的使用寿命。
以汽车发动机曲轴为例,曲轴是发动机的动力输出部件,其表面粗糙度对发动机的性能有很大影响。
如果曲轴表面粗糙度过大,会导致摩擦损耗增大,进而影响发动机的动力输出和燃油效率。
而采用精密加工工艺和有效的表面处理方法,可以有效降低曲轴的表面粗糙度,从而提高发动机的性能和使用寿命。
四、结论通过对表面粗糙度对机械零件使用性能的影响进行分析,可以得出以下结论:3. 对于不同类型的机械零件,需要根据具体情况采取不同的控制表面粗糙度的方法。
对表面粗糙度对机械零件使用性能的影响进行深入分析,有助于提高机械零件的使用性能,降低成本,提高经济效益。
研磨表面粗糙度值高的解决方法

研磨表面粗糙度值高的解决方法
1、选择合适的研磨工具和磨料:不同的材料和工件形状需要选择不同的研磨工具和磨料。
选择合适的工具和磨料可以提高研磨效率和质量,减少表面粗糙度。
2、控制研磨参数:研磨参数包括研磨压力、研磨速度、研磨时间等。
合理控制这些参数可以避免过度研磨,减少表面粗糙度。
一般来说,研磨压力要适当,研磨速度要适中,研磨时间不宜过长。
3、进行粗磨和精磨:对于表面粗糙度较大的工件,可以先进行粗磨,然后再进行精磨。
粗磨可以去除较大的加工痕迹和粗糙度,精磨则可以提高表面精度和光洁度。
4、采用研磨液:研磨液可以起到润滑和冷却的作用,减少研磨过程中的摩擦和热量,从而减少表面粗糙度。
选择合适的研磨液可以提高研磨效率和质量。
清洁工件表面:在研磨之前,要确保工件表面干净,没有杂质和污垢。
如果工件表面不干净,会影响研磨效果,增加表面粗糙度。
5、检查和修整研磨工具:定期检查和修整研磨工具,确保其表面光滑,没有磨损和划痕。
如果研磨工具表面不光滑,会在工件表面留下痕迹,增加表面粗糙度。
总之,要解决研磨加工中工件表面粗糙度问题,需要选择合适的研磨工具和磨料,控制研磨参数,进行粗磨和精磨,采用研磨液,清洁工件表面,以及检查和修整研磨工具。
这些措施可以提高
研磨效率和质量,减少表面粗糙度。
降低机械加工表面粗糙度的途径

OCCUPATION 1392011 11由图1中的关系可得:刀尖圆弧半径为零时,刀尖圆弧半径为r ε时,由上式可见,进给量f 、刀具主偏角K r 、副偏角K r ′越大,刀尖圆弧半径r ε越小,则切削层残留面积就越大,表面就越粗糙。
以上两式是理论计算结果,称为理论粗糙度。
切削加工后表面的实际粗糙度与理论粗糙度有较大的降低机械加工表面粗糙度的途径文/赵镇平 陈 发机械零件的破坏一般总是从表面层开始的。
零件的加工质量是保证产品质量的基础,它直接影响产品的工作性能和使用寿命。
产品的性能,尤其是它的可靠性和耐磨性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。
研究机械加工表面质量的目的,就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。
本文主要分析如何通过对加工的刀具参数、切削条件、磨削参数的改进,以及超精研、研磨、珩磨和抛光加工等工艺途径,来降低机械加工表面粗糙度。
一、降低切削加工表面粗糙度的途径1.选择合理的刀具几何参数在理想切削条件下,由于切削刃的形状和进给量的影响,在加工表面上遗留下来的切削层残留面积就形成了理论表面粗糙度。
图1X-18.62 Y-11.55; (刀具移动至2点处)G03 X-17.15 Y-5.48 R6.0; (刀具移动至3点处)G02 X17.15 Y-5.48 R-18.0; (刀具移动至4点处)G03 X18.62 Y-11.55 R6.0; G01 X20.49 Y-13.42; G02 X20.31 Y-22.08 R6.0; G02 X-20.31 Y-22.08 R30.0; G02 X-20.49 Y-13.42 R6.0; G40 X-35.0 Y-25.0; G00 Z10.0; (刀具抬起)M99 (返回主程序)三、批量加工实例同样加工图2所示零件,在一次装夹过程中加工5行8列共计40个零件,行间距和列间距均为70mm,试编写其加工程序。
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。
关于机械加工中表面粗糙度的成因及改进措施的分析
关于机械加工中表面粗糙度的成因及改进措施的分析【摘要】评定加工过的材料表面由峰、谷和间距等构成的微观几何形状误差的物理量即为粗糙度。
它主要是由机械加工形成的,加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。
产品主要零件的表面质量很大程度上反映出工作性能、可靠性、寿命,如对零件的配合性质、抗腐蚀性、耐磨性、密封性、接触刚度及抗疲劳能力等都有影响。
研究机械加工表面质量的目的就是为了运用机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。
【关键词】粗糙度表面质量改进措施1 表面粗糙度概述1.1 表面粗糙度产生原因表面粗糙度是评定机器和机械零件质量的一个重要指标,在加工过程中,由于刀痕、切削分离时的塑性变形、刀具与已加工表面间的摩擦,以及工艺系统中高频振动等因素的作用,使被加工表面产生微观几何变形。
1.2 研究表面粗糙度的目的及意义现代化工业生产的快速发展,对产品的质量提出了越来越高的要求,如既要求产品经久耐用,也有利于能源的再生利用,协调发展。
各制造商竞相生产具有优势性的零缺陷产品,以增强市场竞争能力,对零件表面的物理和几何性能提出了非常苛刻的要求,这就使设备制造商生产性能更好、更全面,精度更高的检测设备。
元器件的智能化、小型化、高集成、高容量存储和超快传输等对材料的尺寸越来越小。
零件表面粗糙度的研究无疑是不可忽视的领域,对未来经济和社会发展具有非常重要的影响。
2 表面粗糙度的成因及改善措施2.1 控制目的表面粗糙度对零件的摩擦系数、密封性、耐磨性、抗腐蚀性、疲劳强度、接触刚度、配合性质以及导热、导电性能等均有影响,所以合理控制零件的表面粗糙度,对提高产品性能具有至关紧要的作用。
2.2 切削加工时表面粗糙度的成因物理因素即非正常原因造成的表面粗糙度。
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:(1)积屑瘤。
机械加工中的表面粗糙度与加工精度分析
机械加工中的表面粗糙度与加工精度分析引言:在机械加工过程中,表面粗糙度和加工精度是两个关键参数。
表面粗糙度是指工件表面的不规则度,而加工精度则是衡量加工结果与设计要求的接近程度。
这两个参数直接影响着产品的质量、性能和寿命。
本文将分析机械加工中表面粗糙度与加工精度的关系,并探讨一些改善加工质量的方法。
一、表面粗糙度与加工精度的定义和测量方法1. 表面粗糙度的定义表面粗糙度是指工件表面的不平滑度或不规则度。
它是由加工过程中切削工具与工件表面摩擦及切削引起的微小凹凸所形成的。
表面粗糙度可以以数值形式表示,通常使用Ra(均方根粗糙度)或Rz(最大峰值粗糙度)进行表征。
越小的数值表示表面越光滑。
2. 加工精度的定义加工精度是指工件实际加工结果与设计要求的接近程度。
它通常用公差来表示,是加工过程中所能保持的最大形状偏差。
加工精度的标准可以根据具体的产品需求而定,如汽车制造中的零件加工精度要求较高,需要达到很小的公差。
3. 表面粗糙度的测量方法表面粗糙度的测量可以使用多种仪器和方法。
常见的测量仪器有表面粗糙度仪、激光扫描仪和电子显微镜等。
这些仪器可以测量出工件表面的纹理、高度和形状等参数,并根据国际标准对其进行评价和分类。
二、表面粗糙度与加工精度的关系1. 表面粗糙度对加工精度的影响表面粗糙度对加工精度有直接影响。
当工件表面粗糙度较大时,切削刀具与工件表面的接触面积会增大,切削力也会增加。
这样容易导致加工误差和形状偏差的增大,从而降低加工精度。
2. 加工精度对表面粗糙度的影响加工精度对表面粗糙度也有一定的影响。
在加工过程中,加工工艺参数的选择和控制是保证加工精度的关键。
如果加工参数选择不当,容易造成工件表面过度磨损或过度切削,从而导致表面粗糙度的增加。
三、改善加工精度与表面粗糙度的方法1. 选择合适的加工工艺与刀具在机械加工过程中,选择合适的加工工艺和刀具是提高加工精度和控制表面粗糙度的关键。
不同材料和工件形状适合不同的加工工艺和刀具。
车削加工减小表面粗糙度的方法
车削加工减小表面粗糙度的方法【摘要】机械零件加工的表面质量是指零件加工后的表面粗糙程度,它是判定零件质量优劣的重要依据。
【关键词】切削加工;表面粗糙度;重要依据0 前言无论是机械加工后的零件表面,还是用其他方法获得的零件表面,总会存在着有较小间距的峰、谷组成的微量高低不平的痕迹。
粗加工表面,用眼睛直接就可以看出加工痕迹;精加工表面,看上去光滑平整,但用放大镜,仍可以看到错综交叉的加工痕迹。
表面粗糙度是表述零件表面峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特征的术语。
表面粗糙度是指已加工表面微观不平程度的平均值,是一种微观即可形状误差。
表面粗糙度等级用轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度Rz或轮廓最大高度数值Ry的大小表示。
按国家标准规定,优先采用轮廓算术平均偏差的大小Ra来表示。
我们在生产中要找到影响表面粗糙度的主要因素,并提出解决的方案。
经切削加工形成的以加工表面粗糙度,一般可看成理论粗糙度和实际粗糙度叠加而成。
要减小表面粗糙度可以从以下几个方面入手:1 理论粗糙度这是刀具几何形状和切削运动引起的表面不平度。
生产中,如果条件比较理想,加工后表面实际粗糙度接近于理想粗糙度。
在工件上表现出来的就是已加工表面上像螺纹一样的残留面积(刀具主副刀刃在已加工表面留下的一些痕迹未被切除的面积成为残留面积)。
通常是按照残留面积的高度来度量其粗糙程度的。
影响残留面积高度的有下面几个因素:1.1 减小主偏角Kr和副偏角Kr′的数值减小主偏角,加工表面粗糙度值会减小;减小副偏角Kr′,会增大切削刃与已加工表面的接触长度,能减小表面粗糙度的数值,但过小的副偏角会引起振动。
1.2 增大刀尖圆弧半径r刀尖圆弧半径r增大时,使刀尖处的平均主偏角减少,可以减小便面粗糙度值,但会增大背向力和容易产生振动,所以刀尖圆弧半径不能过大,通常高速钢车刀r=0.5~5mm,硬质合金车刀r=0.5~2mm。
具体表现为如下图,用尖刀加工时,残留的最大高度为:Ry=f/(cotKr+cot Kr′)相应的轮廓算术平均偏差为Ra=Ry/4。
减小工件表面粗糙度的方法
减小工件表面粗糙度的方法作者:孙勇韬来源:《现代企业文化·理论版》2010年第18期摘要:文章对机械加工过程中工件已加工表面粗糙度产生的各种原因以及产生表面粗糙度的因素逐一进行了分析,找出了减小表面粗糙度的具体方法,为提高工件的表面质量提供了理论依据。
关键词:表面粗糙度;工件材料;积屑瘤在机械加工过程中,工件的表面粗糙度是衡量工件表面质量的重要标志。
表面粗糙度对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和配合性质都有很大的影响。
表面粗糙度大的零件耐磨性差、容易磨损、容易被腐蚀、容易造成应力集中,降低疲劳强度等,以致降低机器的工作精度。
因此,如何减小工件表面粗糙度是广大机械制造工程技术人员需要探讨的课题之一。
一、表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特性,其最大波距应在1mm以下,大致呈周期性变化。
国家标准规定常用高度方向的表面粗糙度评定参数有:轮廓算术平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz)和轮廓最大高度(Ry)。
一般情况下,优先选用Ra评定参数。
如图1所示,在取样长度L内,被测轮廓上各点至轮廓中线偏移距离绝对值的平均值,称为轮廓算术平均偏差。
被测轮廓一般需要五个以上的轮廓峰和轮廓谷。
多点的偏移距离为:y1、y2…y n,则:R n=(|y1|+|y2|+…+|yn|)/n二、表面粗糙度对零件的影响表面粗糙度对耐磨性的影响。
表面粗糙度对摩擦面的磨损影响很大,如果粗糙度值较大时,摩擦面很容易磨损。
但太小的粗糙度不利于润滑油的储存,造成干摩擦,也会影响到耐磨性。
表面粗糙度对耐腐蚀性的影响。
零件在潮湿的空气中或在腐蚀性介质中工作时,会发生化学腐蚀和电化学腐蚀,由于表面粗糙度的凹谷处容易储存水分和腐蚀性介质而发生化学腐蚀,或在表面粗糙度的凸峰间形成电位差而引起电化学腐蚀。
因此减小表面粗糙度值可提高零件的耐腐蚀性。
表面粗糙度对疲劳强度的影响。
在交变载荷作用下,零件表面粗糙度、划痕及裂纹等缺陷容易引起应力集中,产生和加剧疲劳裂纹造成疲劳破坏。
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关于机械零件加工减小表面粗糙度方法的探讨
摘要:机械零件的表面质量对零件使用时的耐磨性、配合精度、疲劳强度、抗腐蚀性等有很大的影响,接影响到零件的工作时的性能,尤其是它的可靠性和寿命。
提高加工表面的质量,减小零件粗糙度,对保证零件的使用性能、提高零件及其机器的寿命具有重要的意义。
本文作者就切削加工中影响表面粗糙度的因素进行分析,和如何减小表面粗糙度的方法提出了一些方法。
关键词:机械零件;零件表面;粗糙度;加工质量;性能;切削
机械零件的加工质量,除了加工精度外,还有表面质量。
机械零件加工的表面质量是指零件加工后的表面层状态,它是判定零件质量优劣的重要依据。
机械零件的失效,大多是由于零件的磨损、腐蚀或疲劳破坏等所致,而磨损、腐蚀、疲劳等破坏都是从零件表面开始的。
表面粗糙度是影响零件表面质量的重要因素,减小表面粗糙度就能提高零件表面质量,而零件表面质量将直接影响零件的工作性能,尤其是可靠性和寿命。
减小表面粗糙度的方法在生产实际中的应用还是很广泛的。
由于机械零件一般都是通过切削加工的方法得到的,因此,下面主要总结在切削加工中减小表面粗糙度的
方法,供大家参考。
1 切削加工中影响表面粗糙度的因素
1.1 刀刃在工件表面留下的残留面积
工件的已加工表面是由刀具的主副切削刃切削后形成的。
两条切削刃在已加工表面上留下的痕迹。
在已加工表面上残留的面积越大,获得的表面将越粗糙。
由图1可知,当rε=0时,残留面积高。
当刀尖的圆角半径rε≠0,。
在实际的
切削过程中,切削刃的表面粗糙度也会反映在工件已加工表面上,此外,切削刃还会将残留面积挤歪,实际表面粗糙度的最大值大于残留面积高度。
1.2 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。
(1)塑性材料(积屑瘤的影响)
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流层,此时切屑上的一些小颗粒就会粘附在前刀面上的刀尖处,形成硬件度很高的楔状物,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大于积
屑瘤与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的不可忽视的因素。
(2)鳞刺的影响
鳞刺是由于切屑在前刀面上的磨擦和冷焊作用造成周
期性的停留,代替刀具推挤切削层,造成切削层金属的积聚,切削层和工件之间出现撕裂现象,如此连续发生,就在工件表面上形成一系列的鳞刺,构成已加工表面的纵向粗糙度。
形成鳞刺的原因有:
1)由于机械加工系统的振动所引起的。
2)由于切屑在前刀面上的摩擦和冷焊作用,使切屑在前刀面上产生周期性停留,从而挤拉已加工表面。
这种挤拉作用严重时会使表面出现撕裂现象。
(3)脆性材料
在加工脆性时,切屑呈不规则的碎粒状,加工表面往往出现微粒崩碎痕迹,留下许多麻点,增大了表面粗糙度。
1.3 切削用量
选择不同的切削参数对表面粗糙度影响较大。
在一定的速度范围内,如用中、低速(一般1<υc<80m/min)加工塑性材料容易形成积屑瘤或鳞刺。
此外,当背吃刀量或进给量
很小且刀刃不够锋利时,刀刃易在工件表面打滑,增大表面粗糙度。
1.4 工艺系统的高频振动
工艺系统的高频振动,使工件和刀尖的相对位置发生微幅振动,使表面粗糙度加大。
1.5 切削液
切削液在加工过程中具有冷却、润滑和清洗作用,能降低切削温度和减轻前、后刀面与工件的摩擦,从而减少切削过程中的塑性变形并抑制积屑瘤和鳞刺的生长,对降低表面粗糙度有很大作用。
2 减小表面粗糙度的方法
1.切削用量方面:(1)切削速度vc切削速度对表面粗糙度的影响较复杂,一般在低速度或在高速度切削时,不会产生积屑瘤,因此加工后表面粗糙度值小。
用较高的切削速度,还可大大提高生产率。
比如:用YT15切削35钢,临界切削速度v>100m/min。
(2)进给量f 适当减少进给量f将使表面粗糙度值减小。
(3)切削深度ap 一般说,切削深度ap对加工表面粗糙度影响不明显。
但当ap<0.02~0.03mm时,由于加工半径的影响,常出现挤压、打滑和周期性的切入加工表面,从而使表面粗糙度值增大。
为降低加工表面粗糙度值,应根据刀具刃口刃磨的锋利程度选择相应的切削深度。
2.刀具方面:(1)刃倾角λs 增大刃倾角对降低表面粗
糙度有利。
因为λs增大,实际工作前角随之增大,切削力F 明显下降,从而可减轻工艺系统的振动,减小加工表面的粗糙度数值。
(2)主偏角kγ、副主偏角k’γ、刀尖圆弧半径rε减小刀具的主偏角kγ和副主偏角k’γ以及增大刀尖圆弧半径rε,可减小切削残留面积,使其表面粗糙度降低。
(3)前角γo 增大前角γo,有利于减小表面粗糙度值。
前角大刃口锋利,切削层的塑性变形和磨擦阻力小,切削力和切削热降低。
但γo不能太大,否则会嵌入工件或崩刀,反而增大表面粗糙度值。
(4)提高刀具刃磨质量,减小刀具前、后刀面的粗糙度数值,使其不大于Ra1.25μm 。
(5)选用与工件亲合力小的刀具材料,如用陶瓷或碳化钛基硬质合金切削碳素工具钢,用金刚或矿物陶瓷刀加工有色金属等。
3.其它方面:(1)低速切削时采取减小切削厚度;(2)增大前角等措施以及高速切削时,采用硬质合金刀具;(3)将工件材料作调质处理;(4)减小前角等措施都可以抑制鳞刺的产生。
(5)车细长轴时取90°或91°--93°的主偏角(使用跟刀架时为使轴靠紧爪面,常取80%以上);在后刀面磨出消振棱,缩短顶针伸出的长度,缩短刀具伸出的长度,使用消振器等措施可以抑制振动的产生。
(6)使用冷却润滑液,可以很有效地减小前刀面与切屑之间、后刀面与工件之间的摩擦,从而有利于降低表面粗糙度。
参考文献
[1]汤习成主编.机械制造工艺学.中国劳动社会保障出版社,2010
[2]赵镇平陈发降低机械加工表面粗糙度的途径《职业》2011年32期。