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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： 2015.4.7 1 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，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、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 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