提高车削金属表面粗糙度的技术方法

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1、提高车削金属表面粗糙度的技术方法学校：陕西理工学院院系：机械工程学院班级：机自S1201姓名：宋涛日期：2015.4.71提高车削金属表面粗糙度的技术方法宋涛韶山穆周周陕西理工学院机械工程学院机自S1201班摘要：针对目前许多机械企业金属零件表面粗糙度的控制、质量与效益矛盾的问题，对表面粗糙度形成的相关因素进行理论分析，并结合实践总结出一系列有效措施，使车削金属的表面粗糙度明显提高，加工后的金属工件符合设计要求，加工效率明显提高。关键词：表面粗糙度；影响因素；控制。引言：表面粗糙度的大小直接影响着产品的外观质

2、量、使用性能以及制造成本。粗糙度大的工件，外观质量差，使用时因实际接触面积小，单位压力大，耐磨性差，容易磨损，装配后，接触刚度低，运动平稳性差。粗糙度过小的工件，如机床导轨，既使制造成本提高，又不利于润滑油吸附而加速磨损[1]。为使金属工件表面粗糙度既满足各项功能需要又具有经济性。下文对影响车削金属加工表面粗糙度形成的主要因素进行分析，并总结出得当的控制措施。1.影响车削金属表面粗糙度的主要因素1.1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

3、，残留面积的形状是刀具几何形状的复映[2]，其高度H受刀具的几何角度和切削用量大小的影响。1.2积屑瘤的影响：在车削加工一般钢料或其他塑性金属材料时，如果切削速度不高而且是连续切削，在一定压力和温度下，切屑与前刀面常发生粘结现象，在切削刀刃处粘着一块剖面呈三角状的硬块，即“积屑瘤”。其顶部很不稳定，容易破裂，或部分连附于切屑底部而排除，或部分留在已加工表面上形成鳞片状毛刺影响粗糙度。分析积屑瘤的形成、脱落过程可以得知：合理选择切削速度；改善工件材料、刀具材料；控制刀刃前区的压力、温度都能有效改善积屑瘤的生成、

4、脱落对表面粗糙度的影响。[3]1.3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磨擦，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.[4]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。1.4切削用量的选择不当影响：切削速度v、进给量f、切削深度pa均影响到切削力，切削深度和进给量的增大将使切

5、削力增大。对于塑性变形材料，更容易加重对工件与刀具的冲击。而减小进给量f能有效地减小残留面积高度，但进给量f太小，刀刃不能正常切削而形成挤压，增大了工件的塑性变形，反而会增大表面粗糙度，故只有在改变刀具几何参数后会引起振动或其他不良影响时，才考虑降低进给量f。冲击和振动的程度主要由主切削力F的大小决定。而当切削所需功率P一定时，主切削力F与切削速度v成正比关系，因此在车削刀具刚性允许的条件下，最大限度地提高切削速度v便可降低主切削力F，从而减轻系统的冲击和振动[5]。这样在切削塑性材料时，2选用高速切削时不会

6、产生积屑瘤，加工表面粗糙度值会较小。1.5机床精度的影响机床机构的精度直接影响车削金属工件的表面粗糙度。首先是机床主轴箱内轴承回转精度不高，在切削过程中容易产生径向跳动以及轴向窜动，工件表面出现振痕，增大了粗糙度；其次是机床各滑动导轨面存在形状误差，使运动机构发生跳动，增大了车削金属的表面粗糙度。2.控制车削金属表面粗糙度的主要措施2.1选择刀具合理的几何参数：（1）为了增加刀具的刚性，减小后角α1，使α1=8°。同时为了防止镗孔刀后角与工件摩擦，增加第二后角α2，一般α2=4°。这样总后角α1+α2=12°

7、。[6]（2）车刀刚切入工件时，承受冲击载荷大，因此，前角宜取较小些，一般控制在γ0=10°~15°之间[7]，有利于减小冲击负荷。（3）减小副偏角，一般减小副偏角对表面粗糙度效果比较明显。（4）采用91°~95°大主偏角，加工时可减小径向力，避免振动，并加宽主切削刃，从而减小切削刃单位长度上的负荷[8]。2.2提高机床运动本身精度，减少振动：（1）调整车床主轴，使轴向窜动和径向跳动小于0.01mm。（2）增加跟刀架爪脚支承面积，选用精度比较理想的顶针，增加工件装夹刚性。（3）调整机床各拖板的塞铁松紧程度，消

8、除大拖板的爬行现象。2.3改善工件材料加工性能：（1）调整工件的化学成份，在不影响工件性能的条件下，适当调整金属材料的化学成份，加入少量的硫、锰、铝等元素，降低材料塑性，减少刀具粘结磨损，抑制积屑瘤的产生[9]。（2）金属材料加工前进行适当的热处理，改善其硬度、塑性。2.4合理选用切削液：切削液的合理选用，可减少切屑、刀具、工件接触面间的磨擦，减轻粘结现象，抑制积屑瘤的产生，改善已加工面表面粗糙度。