影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施,一、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。,几何因素的影响,切削加工后表面粗糙度的值主要取决于切削残留面积的高度。,直线切削刃切削，切削残留面积高度：,圆弧切削刃切削，切削残留面积高度：,减小主偏角,k,r,、副偏角,k,r,和进给量,f,，增大刀尖圆弧半径,r,，能降低切削残留面积高度，使表面粗糙度值显著减小。,一、切削加工表面粗糙度,物理因素的影响,-,塑性变形,切削过程中存在金属塑性变形，已加工表面的残留面积上常叠加着一些不规则的金属生成物、粘附物或刻痕，使表面粗糙度的实际轮廓与上述理论分析轮廓有较大,差别,。形成它们的原因：积屑瘤、鳞刺、振动、摩擦、切削刃不平整、切屑划伤等,1,切削用量的影响,1,）切削速度的影响,（,1,）加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响随切削速度的变化而变化（对积屑瘤和鳞刺的影响）。,（,2,）切削速度越高，塑性变形越不充分，表面粗糙度值越小,（,3,）选择低速宽刀精切和高速精切，可以得到较小的表面粗糙度。,（,4,）切削速度对脆性材料的影响不大。,一、切削加工表面粗糙度,物理因素的影响,-,塑性变形,1,切削用量的影响,2,）进给量的影响,减小进给量,f,固然可以减小表面粗糙度值，但进给量过小，表面粗糙度会有增大的趋势，效率降低。,3,）切削深度,ap,的影响,切削深度,ap,对表面粗糙度的影响一般不很明显，但当切深,ap,太小时，刀刃有时会在零件表面打滑而影响粗糙度,。,2,工件材料的影响,1,）韧性材料：,工件材料韧性愈好，金属塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。,2,）脆性材料：,加工脆性材料时，其切削呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。,一、切削加工表面粗糙度,物理因素的影响,-,塑性变形,2,工件材料的影响,3,）材料金相组织：,同样的材料，金相组织越粗大，加工表面粗糙度大，故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理,此外，合理选择切削液、适当增大刀具前角、提高刀具刃磨质量等，均能有效地减小表面粗糙。,二、磨削加工后的表面粗糙度,影响因素：与磨削过程和砂轮结构有关的几何因素、与磨削过程和工件有关的物理因素及工艺系统的振动因素等。,几何因素的影响,工件的磨削表面是由砂轮上大量磨粒刻划出无数极细的刻痕形成的。单从几何因素的考虑，工件单位面积上通过的磨粒数越多，则刻痕越多，刻痕的等高性越好，表面粗糙度值越小。,二、磨削加工后的表面粗糙度,几何因素的影响,1,磨削用量,1,）砂轮转速越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数越多，表面粗糙度值就越小。,2,）工件速度对表面粗糙度值的影响刚好与砂轮转速的影响相反。工件的速度增大，通过加工表面的磨粒数减少，因此表面粗糙度值增大。,3,）砂轮的纵向进给量小于砂轮的宽度时，工件表面将被重叠切削，而被磨次数越多，工件表面粗糙度值就越小,2,砂轮的粒度,砂轮的粒度愈细，砂轮表面单位面积上的磨粒数就愈多，在加工表面上刻划出的刻痕也就愈细密，表面粗糙度愈小。但磨粒过细，砂轮容易被细微切屑堵死，造成加工表面烧伤。所以通常磨削所用的磨粒粒度一般不超过,80,号，常用的是,46,60,号,二、磨削加工后的表面粗糙度,几何因素的影响,3,砂轮修整,砂轮修整除了使砂轮具有正确的几何形状外，更重要的是使砂轮工作表面形成,排列整齐而又锐利的微刃,。因此，砂轮修整的质量对磨削表面的粗糙度影响很大。,影响砂轮修整质量因素有修整方式和修整用量。,物理因素的影响,表面层金属的塑性变形,磨削速度比一般切削速度高得多，且磨粒大多数是负前角，磨削比压大，磨削区温度很高，工件容易产生相变而烧伤。在力和热的综合作用下，磨削过程的塑性变形比一般切削过程大。,影响磨削表面层金属塑性变形的因素，是影响表面粗糙度的决定因素。,二、磨削加工后的表面粗糙度,物理因素的影响,表面层金属的塑性变形,1,磨削用量,1,）砂轮的转速材料塑性变形,Ra,；,2,）磨削深度、工件速度 塑性变形,Ra,；,3,）为提高磨削效率，开始磨削时采用较大的背吃刀量，磨削后期采用较小的背吃刀量或无进给量磨削，以减小表面粗糙度值。,2,工件材料,1,）太硬易使磨粒磨钝 ,Ra,；,2,）太软容易堵塞砂轮,Ra,；,3,）韧性太大，热导率差会使磨粒早期崩落,Ra,二、磨削加工后的表面粗糙度,物理因素的影响,表面层金属的塑性变形,3,砂轮粒度与硬度,1,）磨粒太细，砂轮易被磨屑堵塞，使表面粗糙度值增大，若导热情况不好，还会烧伤工件表面,2,）砂轮太硬，磨粒不易脱落，磨钝后不能及时被新的磨粒代替，使表面粗糙度增大；,3,）砂轮选得太软，磨粒易脱落，磨削作用削弱，使表面粗糙度值增大。,4,冷却润滑液,