机械加工影响表面粗糙度的工艺因素

时间:2016-05-19 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介: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)切削用

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)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。

A.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。

B.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。

C.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。

(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、刀尖圆弧半径及刀具的主偏角、副偏角有关。减小进给量,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,也就降低了零件的表面粗糙度值。

进给量对表面粗糙度影响较大,但其值较低时,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,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。

(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。

  • 鳞刺的影响

在已加工表面产生鳞片状毛刺,称作磷刺。磷刺也是增大表面粗糙度值的一个重要因素。形成磷刺的原因是:由于切屑在前刀面的摩擦和冷焊作用,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。

  • 脆性材料

加工脆性材料时,切屑呈不规则的碎粒状,加工表面往往出现微粒蹦碎痕迹,留下许多麻点,增大表面粗糙度值。

(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,使表面粗糙度值加大。

(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,从而减小切削过程中的塑性变形,并抑制积屑瘤和鳞刺的生长,对降低表面粗糙度值有很大作用。

2.磨削加工影响表面粗糙的因素

磨削时,砂轮线速度比较高,砂轮表面有无数颗磨粒,每颗磨粒相当于一个刀刃,磨粒大多数为负前角,单位切削力比较大,故切削温度较高,磨削点附近的瞬时温度可高达800-1000℃。这样高的温度常引起被磨削表面烧伤,使工件变形和产生裂纹。

同时,由于磨粒大多数为负前角,且磨削厚度很小,所以,加工时大多数磨粒只在工件表面挤压而过,工件材料受到塑性挤压,沿磨粒两旁产生塑性流动,划出无数的细微沟槽,磨削温度又较高,更加剧塑性变形,进一步使表面粗糙度值增大。 1/2 12下一页尾页

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