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数控加工中如何减小工件表面粗糙度 【摘要】切削加后的工件表面，总会遗留下切刃或磨料的加工痕迹。再光滑的表面，放大后也会发现它们是高低不平的。零件表面由较小峰谷和较小间距组成的微观不平度称为表面粗糙度。 国家标准GB/T1031-95、GB／T131－93规定了表面粗糙度的代号、标注、各种参数及数值等。常用轮廓算术偏差Ra值来表示表面粗糙度，单位为μm。表面粗糙度对零件的尺寸精度和零件之间的配合性质、零件的接触刚度、耐腐蚀性；耐磨性以及密封性等均有很大的影响。在设计零件时，要根据具体条件合理选择Ra的允许值。Ra值愈小，表面愈光滑，加工愈困难，成本愈高。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律，以便运用这些规律来控制加工过程，最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的。【关键词】粗糙度 切削 积屑瘤【正文】在机械加工过程中，由于切削分离时的塑性变形、工艺系统的振动、刀具与加工表面间的摩擦等因素的影响，使加工后的工件表面总会存在许多高低不平的微小峰谷。这些零件被加工表面上的微观几何形状误差称为表面粗糙度。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在现有的机械零件设计手册中，反映的主要有以下3种类型：　　第1类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中或经多次装配后，其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%，这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面，如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。　　第2类主要用于普通的精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接触面，其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔，还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。　　第3类主要用于通用机械，要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差值的50%，没有相对运动的零件接触面，如箱盖、套筒，要求紧贴的表面、键和键槽的工作面；相对运动速度不高的接触面，如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等等。在此我们对机械设计手册中的各类表值进行统计分析，将旧的表面粗糙度国家标准(GB1031—68)转换为参照采用国际标准ISO颁布的1983年的新的国家标准(GB1031—83)，采用优先选用的评定参数，即轮廓算术平均偏差值Ra＝(1)/(l)∫l0｜y｜dx。并采用Ra优先选用的第一系列数值，推导出表面粗糙度Ra与尺寸公差IT之间的有关关系式为　　第1类：Ra≥1.6　Ra≤0.008×IT　　Ra≤0.8Ra≤0.010×IT第2类：Ra≥1.6　Ra≤0.021×IT　　Ra≤0.8Ra≤0.018×IT第3类：Ra≤0.042×IT将上述3种关系式列表，如表1所示。表1　公差等级与表面粗糙度值(用于精密机械)公差等级基　　本　　尺　　寸　　(mm)～33～66～1010～1818～3030～5050～8080～120120～180180～250250～315315～400400～500表　面　粗　糙　度　数　值　Ra≤μmIT60.10.20.4IT70.10.20.40.8IT80.20.40.8IT90.20.40.81.6IT100.40.81.63.2IT110.81.63.26.3IT120.81.63.26.3我国表面粗糙度按现行标准GB1031-83规定，表面粗糙度参数从下列三项中选取; = 1 \* GB3 ① 轮廓算术平均偏差Ra = 2 \* GB3 ② 微观不平度十点高度Rz = 3 \* GB3 ③ 轮廓最大高度Ry 一般推荐优先选用Ra.表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)表面光洁度▽1▽2▽3▽4▽5▽6▽7表面粗糙度Ｒａ502512.56.33.21.600.80Ｒｚ200100502512.56.36.3表面光洁度▽8▽9▽10▽11▽12▽13▽14表面粗糙度Ｒａ0.400.200.1000.0500.0250.012-Ｒｚ3.21.600.800.400.200.1000.050轮廓算术平均偏差Ra ，在取样长度L内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。微观不平度十点高度Rz，在取样长度L内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。表面粗糙度是描述工件表面微小的间距和微小的峰谷所形成的微观几何不平度，因而能反应工件表面微观几何形状的质量。其两波峰或两波谷之间的距离很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因