切削加工中影响表面粗糙度因素的分析与对策

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1、切削加工中影响表面粗糙度因素的分析与对策孙祺东北大学机械工程自动化专业1109学号：20111142摘要：各种机床都有其最经济、最适合达到的表面粗糙度范围，如果要求达到的粗糙度水平超过其经济水平，将导致成本急剧上升。如果要求达到的粗糙度水平太低则会造成资源浪费。因此，要综合考虑与分析切削加工中影响表面粗糙度的各种因素，包括刀具的选择与利用、切削速度和进给量等，来达到要求的表面粗糙度。Abstract：Differentkindsofmachineshavearangewhichisthemosteconomicalandthem

2、ostsuitable.Ifthestandardroughnessconcentrationexceedsthestandardofeconomy,whichcasethecostarise.Ifthesituationiscontrary,itwillbeawaste.Sowewilltakeallthefactorswhichinfluencethesuperficialroughnessconcentrationinconsideration,includingtheoptionofcuttingtools,cuttin

3、gspeedamountoffeedandsoon,toreachthestandardofroughnessconcentration.一、切削加工时影响表面粗糖度的主要因素分析1.刀具几何形状及切削运动的影响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，从而产生了表面粗糙度，残留面积的形状是刀具几何形状的复映，其高度受刀具的几何角度和切削用量大小的影响。一般，使用直线刀刃切削时，H=f／ctgkr+ctgkr’，使用圆弧刀刃切削时，H=f2／8rE。从式中可知，减少进给量f、主偏角Kr、副偏角Kr’以及增大刀尖

4、圆弧半径r，均可减小残留面积的高度，从而降低表面租糙度。【1】2.刀具磨损刀具磨损造成工件表面粗糙表现在以下几个方面：其一是由于工件与刀具间的粘结，使工件表面产生凹坑等缺陷；其二是切削中某些硬质点对已加工表面的划伤；其三是刀具的副磨损沟以及因磨损引起的振动，会严重恶化工件表面。刀具磨损是不可避免的，但可研究其磨损规律，在刀具工作的有效阶段即正常磨损阶段进行切削加工。3.积屑瘤的影响在切削过程中，当刀具前刀面上存在积屑瘤时，由于积屑瘤的顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附于切屑低部而排出，一部分则残留在加工表面上，使表面粗糙度增大。

5、4.工件材料性质的影响加工塑性材料时，由于刀具对加工表面的挤压和摩擦，使之产生较大的塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离时的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。一般来说，材料塑性变形趋势越大或韧性越大，被加工表面粗糙度就越大。切削脆性材料时，塑性变形小些，控制好切屑崩碎现象，就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会越大．5.切削用量的影响切削用量中，切削速度对表面粗糙度的影响比较复杂。在切削塑性材料时，一般情况下低速或高速切削时因不会产生积屑瘤，加工表面粗糙度值较小。但在中等速度下，塑

6、性材料由于容易产生积屑瘤与鳞刺，且塑性变形较大，因此表面粗糙度值会变大。加工脆性材料时，由于塑性变形很小，主要形成崩碎切屑，切削速度的变化对表面粗糙度影响较小。减少进给量f可以减少切削残留面积高度，使表面粗糙度值减小。但进给量f太小刀刃不能切削而形成挤压，增大了工件的塑性变形，反而会增大表面粗糙度值。一般，背吃刀量对表现粗糙度影响不明显．【2】6.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

7、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【3】。鳞刺的成因是前刀面上摩擦力的周期变化造成的．金属材料在切削过程中往往在零件表面上出现不同程度的鳞刺现象，而且因材料不同，切削用量不同刀具刃几何角度不同，表现出来的鳞刺高低程度也不同，在较低的切削速度下，用高速钢硬质合金或陶瓷刀具。切削一些常用的塑性金属材料时，在车，刨，插，钻，拉，滚齿，车螺纹，铰螺纹，板牙等加工工序中，都可能出现鳞刺，鳞刺对零件表面质量有严重影响，使零件表面层产生残余应力。进而使零件表面容易

8、产生微裂纹。降低零件的疲劳强度，对于装配零件，装配后，实际接触表面减小，接触刚度降低。影响机器的工作精度%由此可知，鳞刺是切削加工中获得较好的表面质量的一大障碍。7.振动金属切削颤振是一个复杂的非线性振动现象，它的出现将会导致工件加工的表面质量下降、刀具的损伤以