影响切削加工表面粗糙度的影响.docVIP

影响切削加工表面粗糙度的因素 华菱超硬在提供高速切削和难加工材料切削方面的刀具解决方案时，对于“以车代磨”方案设计积累的关于提高加工表面光洁度经验，现从刀具材质、刀具的几何参数、切削用量等因素分析加工表面粗糙度，分享如下，抛砖引玉。 粗糙度的定义： 经机械加工后的零件表面，不可能是绝对平整和光滑的，实际上存在着一定程度宏观和微观几何形状误差，一般用粗糙度值来表示，所以表面粗糙度是反映微观几何形状误差的一个指标，表面粗糙度值即微小的峰谷高低程度及其间距状况。以前，加工表面粗糙度被称为表面光洁度，其表示方式和数值换算如下表： 表面粗糙度作为表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了机械产品的外观精美程度，而且对机器的装配质量以及零件的使用寿命都有着很大的影响。 二、刀具对表面粗糙度的影响 刀具几何参数 刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr和刀尖圆弧半径re。当主、副偏角小时，已加工表面残留面积的高度亦小，因而可减小表面粗糙度；副偏角越小，表面粗糙度越低，但减小副偏角容易引起震动，故减小副偏角，要根据机床的刚性而定。刀尖圆弧半径re对表面粗糙度的影响：在刚度允许的情况下re增大时，表面粗糙度将降低，增大re是降低表面粗糙度的好方法。因此减少主偏角Kr、副偏角Kr’以及增大刀尖圆弧半径r，均可减小残留面积的高度，从而降低表面租糙度。 以解决难加工材料切削和高速切削问题知名的华菱超硬刀具，“对于刀尖圆弧角加工工件的刚性和粗糙度要求选择，如果刚性好，尽量选择大的圆弧角，不但可提高加工效率，亦可提高加工表面光洁度；但镗孔时或者切削细长轴或薄壁零件时因为系统刚性差，常选用较小的刀尖圆弧半径走刀量、刀尖圆弧角粗糙度三者的关系 （3）刀具磨损 刀具的磨损分为三个阶段:初期磨损、正常磨损和剧烈磨损。由于刀具表面会存在一些毛刺和不规则的微凸体、微裂痕等,所以在切削的初期阶段,磨损比较剧烈,造成了表面粗糙度变化幅度大；之后进入正常磨损,切削过程比较平稳,因此表面粗糙度变化幅度减小；随着磨损量的增大,刀具进入剧烈磨损阶段,刀具后刀面磨损率急剧上升,系统又趋向于不稳定,振动随之增大,表面粗糙度的变化幅度也急剧上升。 二、切削用量对表面粗糙度的影响 切削速度v的影响 加工塑性材料时，切削速度避开低速和中速区域，就减少了鳞刺和积屑瘤的产生，表面粗糙度就会降低，为什么淬火后的钢件可以用BN-H10或BN-H20牌号超硬刀具实现以车代磨，而且线速度越高，精车后的粗擦度越低的原因。而加工脆性材料时，一般不会产生积屑瘤和鳞刺，所以对粗糙度的影响不大。 进给量f的影响 减小进给量可以降低残留面积的高度，因而可以减小表面粗糙度。但当进给量减小到一定值时再减小，表面粗糙度不会明显下降，当进给量更小时，粗糙度会反而上升。 切削深度的影响 一般来说，切削深度对表面粗糙度的影响不大，在实际工作中可以忽略不计，也可以选用小的切削厚度。减小工件振动，降低表面粗糙度。 三 、走刀量、刀尖圆弧角粗糙度三者的关系粗加工时按刀尖圆弧半径选择刀具最大走刀量，或通过经验公式计算刀具走刀量；精加工时按工件表面粗糙度要求计算精加工走刀量。 ?? 1）粗加工选用最大走刀量参考表 刀尖圆弧半径mm 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 最大走刀量mm/r 0.25-0.35 0.4-0.7 0.5-1.0 0.7-1.3 1.0-1.8 粗加工走刀量经验计算公式：?? f粗?=?0.5?R 式中：??R－刀尖圆弧半径mm? ????????f粗－粗加工走刀量mm ?? 2）精加工 根据表面粗糙度理论公式推算精加工走刀量f公式： ??????式中：??Rt－轮廓深度μm ??????????????????????f－进给量mm/r ???????????????????????rε－刀尖圆弧半径mm作为“以车代磨”的典型应用，连续切削用刀具牌号BN-H10已经很普及的应用在齿轮端面热后硬车的生产实践中，硬车削与磨削加工相比，确实大大提高了工作效率。精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm若能采用刚性好的标准数控车床加工，刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。