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影响普通机床工件裹面粗糙度的因素和减小工件表面粗糙度值的方法

日期：2010年04月23　来源：沈阳机床（集团）　关键字：普通机床
  影响普通机床工件裹面粗糙度的因素和减小工件表面粗糙度值的方法
  普通机床切削用量的选择
  合理选择普通机床切削用量的意义
  在相同的加工条件下，选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。切削用量选得过低，降低了生产率，增加了生产成本；切削用量选得过高，刀具磨损加快，降低了加工质量，增加了磨刀时间，消耗材料，也会影响生产率和成本。因此，合理选择切削用量，对提高生产率、保证刀具寿命和加工质量都有重要意义。
  合理的切削用量应该能保证工件的质量要求（主要是加工精度和表面粗糙度），在工艺系统强度和刚性许可的条件下充分利用机床功率和发挥刀具切削性能时的最大切削用量。
  选择普通机床切削用量的一般原则
  (1)切削用量与生产率的关系衡量生产率高低的指标之一是基本时间tm。车外圆时基本时间￡。
  从式(3 -6)可知，在工件毛坯确定的情况下，提高切削用量”。、，、aP中任何一个要素，都可以缩短基本时间，提高生产率。但是提高切削用量时必须考虑机床功率、工艺系统的刚性和刀具寿命等能否承受。
  (2)粗车时切削用量的选择粗车的切削用量一般是以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本。从式(3 -6)可知，提高切削速度、加大迸给量和背吃刀量都能提高生产率，但对刀具寿命影响最小的是ap，其次是，，最大的是”。。这是因为切削速度对切削温度的影响最大，温度升高，刀具磨损加快，刀具寿命明显下降。所以合理选择粗车切削用量时应该首先选择一个尽量大的背吃刀量凸口，其次选择一个较大的进给量，，最后根据已选定的ap和，并在工艺系统刚性、刀具寿命和机床功率许可的条件下选择一个合理的切削速度虬。
  (3)半精车、精车时切削用量的选择半精车、精车时切削用量，应以保证加工质量为主，并兼顾生产率和必要的刀具寿命。半精车、精车的背吃刀量是根据加工精度和表面粗糙度要求，由粗车后留下的余量确定的。原则上取一次切削的余量数。
  半精车、精车的背吃刀量较小，产生的切削力不大，所以加大进给量对工艺系统的强度和刚性的影响较小，主要受表面粗糙度的限制。
  为了抑制积屑瘤的产生，提高工件表面质量，用硬质合金车刀精车时，一般多采用较高的切削速度(>SOm/min)；用高速钢车刀精车时，选用较低的切削速度(<5m/nun)。
    减小普通机床工件表面粗糙度位的方法
表面粗糙度对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和配合性质都有很大的影响。表粗糙度值大的零件耐磨性差，容易磨损，易被腐蚀，容易造成应力集中，降低疲劳强度零件配合后，还会影响配合性质，以至降低机器的工作精度。所以，如何减小工件表面粗糙度值是切削工作的重要任务之一。
影响工件表面粗糙度的因素
(1)残留面积工件上的已加工表面是由刀具主、副切削刃切削后形成的。两条切削刃在已加工表面上的痕迹，如图3 -75所示。这些在已加工表面上未被切去部分的截面积，称为残留面积。残留面积越大，高度越高，则表面粗糙度值越大。进给量，、刀具主偏角h、副偏角xj和刀尖圆弧半径r，都影、响残留面积的高度，此外，切削刃的表面粗糙度值大也会反映在工件已加工表面上。而且切削时，切削刃还会将残留面积挤歪。因此，实际的残留面积高度比理论值大些。
(2)积屑瘤用中等速度切削塑性金属产生积屑瘤后，因积屑瘤既不规则又不稳定，一方面其不规则部分代替切削刃切削，留下深浅不一的痕迹；另一方面一部分脱离的积屑瘤嵌入已加工表面，使之形成硬点和毛刺，使表面粗糙度值变大。
(3)振动刀具、工件或机床部件产生周期性的振动会使已加工表面出现周期性的振纹，使表面租糙度值明显变大。
2减小工件表面粗糙度值的责法生产中若发现工件表面达不到技术要求，应首先观察和分析表面粗糙度值大的现象和原因，找出影响表面粗糙度的主要因素，才能提出解央方法。
  下面介绍几种常见的表面粗糙度值大的现象及解决方法。
(1)残留面积高度高普通机床车削时，如果工件表面残留面积轮廓清楚，这说明其他切削条件正常，若要减小表面粗糙度值，可从以下几方面着手：
1)减少主偏角和副偏角。一般减少副偏角对减小表面粗糙度值效果较明显。减小主偏角使切削抗力，。增大，若工艺系统剐性差，会引起振动。
2)增大刀尖圆弧半径。但如果机床刚性不足，刀尖圆弧半径k过大，会使切削抗力。增大而产生振动，反而使表面粗糙度值变大。
3)减小进给量。
(2)工件表面产生的毛刺工件表面上产生毛刺一般是由积屑瘤引起的。这时可用改变切削速度的方法来抑制积屑瘤的产生。如果用高速钢车刀时应降低切削速度(< 5m/min)，并加注切削液；用硬质合金车刀时应提高切削速度(避开最易产生积屑瘤的中速范围15~ 30m/min)。另外，刀具严重磨损和切削刃表面粗糙度值大都会使工件表面产生毛刺。因此，应尽量减小前、后刀面的表面粗糙度值，经常保持刀具锋利。
(3)磨损亮斑工件表面产生亮斑或亮点，切削时又有噪声，说明刀具严重磨损，磨钝的切削刃将工件表面挤压出发亮的痕迹，使表面粗糙度值变大，这时应及时重磨或换刀。
(4)切屑拉毛被切屑拉毛的工件表面一般是无规则的很浅的划痕。这时应选用正值的刃倾角车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采用卷屑或断屑措施。
(5)振纹切削时产生的振动会使工件表面出现周期性的横向或纵向振纹，防止和消除振动可从以下几方面着手：
1)机床方面。调整主轴间隙，提高轴承精度；调整滑板塞铁，使间隙小于0 04mm，并使移动平稳轻便。
2)刀具方面。合理选择刀具几何参数，经常保持切削刃光洁和锋利。增加刀具的装央刚性。
3)工件方面。增加工件的装夹刚性。例如装夹时不宜悬伸太长，细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。       
4）切削用量方面。选择较小的背吃刀量和进给量，改变或降低。

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