機(jī)械加工表面粗糙度的原因和影響因素

在經(jīng)過機(jī)械加工的零件表面上，總會(huì)存在很多高低不平的微小峰谷，這些峰谷高低不平的程度就是所謂的零件表面粗糙度。機(jī)械加工的表面粗糙度是由于切削分離時(shí)的塑性變形、工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)、刀具與被加工表面的摩擦等原因造成的。對(duì)于精密零件，應(yīng)盡量減少其表面粗糙度，提高零件的表面質(zhì)量。這也是衡量機(jī)械加工質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

沈陽機(jī)械加工廠為您介紹機(jī)械加工產(chǎn)生表面粗糙的原因

引起機(jī)械加工表面粗糙的主要有以下幾個(gè)原因：

首先是殘留面積，這是刀具的主切削刃和副切削刃在切削后，殘留在已加工表面上的一些尚未被切去的面積。

其次是鱗刺，有些塑性金屬，例如低碳鋼、中碳鋼、不銹鋼、鋁合金等，當(dāng)使用高速鋼刀具對(duì)其進(jìn)行低速或中速切削時(shí)，就會(huì)在加工表面上產(chǎn)生魚鱗片狀的毛刺，被稱為鱗刺。產(chǎn)生鱗刺會(huì)使零件表面粗糙度激增。

接下來是積屑瘤，這是在切削過程中，切削屑在切削刃表面上積累形成的。產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，其突出的部分可能會(huì)替代切削刃切入工件，在已加工表面上劃一道道出深淺不一的溝紋；而當(dāng)積屑瘤脫落時(shí)，部分積屑瘤碎片可能會(huì)粘附在已加工表面上，形成細(xì)小毛刺。這兩種情況都會(huì)造成零件已加工表面粗糙度加大。

還有振動(dòng)，在切削加工時(shí)，工藝系統(tǒng)由于剛性不足，產(chǎn)生周期性振動(dòng)，這樣會(huì)在已加工表面上劃出條痕或者波紋痕跡，使表面粗糙度值明顯加大。

加工中影響表面粗糙度的因素

機(jī)械加工中，哪些因素會(huì)造成殘留面積、積屑瘤、鱗刺和振動(dòng)的產(chǎn)生呢？讓我們來看一下：

第 一個(gè)因素是切削用量。切削用量包括進(jìn)給量和切削速度等，其中進(jìn)給量對(duì)殘留面積的影響很大，進(jìn)給量的增加會(huì)導(dǎo)致殘留面積也隨之增加。切削速度對(duì)表面粗糙度的影響主要體現(xiàn)在鱗刺和積屑瘤的產(chǎn)生上。當(dāng)切削對(duì)象為塑性金屬時(shí)，切削速度很低時(shí)，不容易產(chǎn)生積屑瘤；而切削速度很高時(shí)，有利于減小塑性變形，從而抑 制鱗刺的產(chǎn)生。故而，這兩種情況都會(huì)減小零件表面的粗糙度。而在切削脆性材料時(shí)，切削速度的影響較小，因?yàn)椴牧献冃涡?，故表面粗糙度值也減小。

第 二個(gè)因素是刀具的幾何參數(shù)。刀具的幾何參數(shù)主要包括刀具的刃形和角度等，其中刀尖圓弧半徑、主偏角和副偏角對(duì)殘留面積和振動(dòng)有較大的影響。通常，在機(jī)床剛度足夠的前提下，當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑加大，而主偏角和副偏角都減小時(shí)，表面粗糙度值小。但如果機(jī)床的剛度過低，刀尖圓弧半徑過大或主偏角過小，反而會(huì)因?yàn)榍邢髁^大，造成振動(dòng)，而使表面的粗糙度值加大。

第 三個(gè)因素是用于切削的刀具材料。刀具材料不同，刃口圓弧半徑的大小和保持鋒利的時(shí)間都是不同的。有些材料的刀具，如高速鋼，能夠刃磨得很鋒利，但保持的時(shí)間較短，所以在低速切削時(shí)表面粗糙度較小；而有些材料的刀具，如硬質(zhì)合金，刃磨后刃口圓弧半徑較大，在高速度下切削表面粗糙度值較小。只要根據(jù)加工需要，恰當(dāng)選擇合適的刀具材料，就可以減小加工表面的粗糙度。

第 四個(gè)因素是工件材料。工件材料的塑性越高，硬度越低，就越容易產(chǎn)生積屑瘤、鱗刺、冷硬等現(xiàn)象，表面粗糙度也就越大。所以，切削高碳鋼、中碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼的表面粗糙度比切削低碳鋼要小；而切削鋼材料工件的表面粗糙度比切削鑄鐵材料要小。

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