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机械加工表面粗糙度的产生原因和影响因素

2016-5-31 16:40| 发布者: 外协| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 在经过机械加工的零件表面上,总会存在很多高低不平的微小峰谷,这些峰谷高低不平的程度就是所谓的零件表面粗糙度。机械加工的表面粗糙度是由于切削分离时的塑性变形、工艺系统的高频振动、刀具与被加工表面的摩擦等 ...

在经过机械加工的零件表面上,总会存在很多高低不平的微小峰谷,这些峰谷高低不平的程度就是所谓的零件表面粗糙度。机械加工的表面粗糙度是由于切削分离时的塑性变形、工艺系统的高频振动、刀具与被加工表面的摩擦等原因造成的。对于精密零件,应尽量减少其表面粗糙度,提高零件的表面质量。这也是衡量机械加工质量的一个重要标准。

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机械加工产生表面粗糙的原因

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引起机械加工表面粗糙的主要有以下几个原因:

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首先是残留面积是刀具的主切削刃副切削刃切削后,残留在已加工表面上的一些尚未被切去的面积。

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其次是鳞刺有些塑性金属,例如低碳钢、中碳钢、不锈钢、铝合金等当使用高速钢刀具对其进行低速或中速切削时,就会在加工表面上产生鱼鳞片状的毛刺,称为鳞刺。产生鳞刺会使零件表面粗糙度激增。

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接下来是积屑瘤这是在切削过程中,切削屑在切削刃表面上积累形成的。产生积屑瘤时,其突出的部分会替代切削刃切入工件,在已加工表面上划一道道出深浅不一的沟纹;当积屑瘤脱落时,部分积屑瘤碎片可能会粘附在已加工表面上,形成细小毛刺这两种情况都会造成零件已加工表面粗糙度增大。

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最后还有振动在切削加工时,工艺系统由于刚性不足,产生周期性振动,这样会在已加工表面上划出条痕或波纹痕迹,使表面粗糙度值明显增大。


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加工中影响表面粗糙度的因素

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机械加工中,哪些因素会造成残留面积、积屑瘤、鳞刺振动的产生呢?让我们来看一下:

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第一个因素是切削用量切削用量包括进给量和切削速度等,其中进给量对残留面积的影响最大进给量的增加会导致残留面积也随之增加切削速度对表面粗糙度的影响主要体现在鳞刺和积屑瘤的产生上。当切削对象为塑性金属时,切削速度很低时,不容易产生积屑瘤;而切削速度很高时,有利于减小塑性变形,从而抑制鳞刺的产生。故而,这两种情况都会减小零件表面的粗糙度。而在切削脆性材料时,切削速度的影响较小,因为材料变形小,故表面粗糙度值也减小。

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第二个因素是刀具几何参数刀具的几何参数主要包括刀具的刃形和角度等,其中刀尖圆弧半径、主偏角和副偏角对残留面积和振动有较大的影响。通常,在机床刚度足够的前提下,当刀尖圆弧半径增大,主偏角和副偏角减小时,表面粗糙度值小但如果机床刚度低,刀尖圆弧半径过大或主偏角过小,反而会因为切削力过大,造成振动,而使表面粗糙度值增大。

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第三个因素是用于切削的刀具材料刀具材料不同,刃口圆弧半径的大小和保持锋利的时间是不同的。有些材料的刀具,如高速钢刃磨得很锋利,但保持的时间较短,所以在低速切削时表面粗糙度较小而有些材料的刀具,如硬质合金刃磨后刃口圆弧半径较大,在高速度下切削表面粗糙度值较小。只要根据加工需要,恰当选择合适的刀具材料,就可以减小加工表面的粗糙度。

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第四个因素是工件材料工件材料的塑性越,硬度越就越容易产生积屑瘤、鳞刺、冷硬现象,表面粗糙度也就越大所以,切削高碳钢、中碳钢调质钢表面粗糙度比切削低碳钢而切削钢材料工件的表面粗糙度比切削铸铁材料要小

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