深圳龙华精密零件加工之影响表面质量的工艺因素

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        影响表面质量的工艺因素

        理论残留面积是已加工表面微观不平度的基本形态。理论残留面积高度H 是由刀具相对于工件表面的运动轨迹所形成。

         如图1-30所示，要减小粗糙度值，-圆弧半径有时为了减小粗糙度值，还采用磨有过渡刃的刀具（如带过渡刃的车刀，r # co )，只要过渡刃宽度大于进给量/ ，刀尖就不会刻出刀痕。
         用磨料进行磨削加工和光整加工时，工件表面被磨粒切出的条纹，随着磨粒的增大而增大。所以精磨和研磨时用细磨料。切削过程中出现积屑瘤与鳞刺，会使表面粗糙度严重地恶化。在加工塑性材料（如低碳钢、铬般可减小进给量/ 、主偏角K ,、副偏角或加大刀尖常是影响粗糙度的主要因素。切屑中各处的金属变形是不同的，靠近刀具前面的切屑受到高温、高压和摩擦的影响，变形很大，造成了这部分金属流动速度较慢，这层金属称为滞流层。
          在一定条件下，当切屑本身的内摩擦力小于滞流层与刀具前面的外摩擦力时，滞涞层就会脱离叻屑而粘附在刀具前面，形成一块硬度很大的金属小块，这就是积屑瘤，亦称刀瘤。刀瘤形成后并不是固定不变的，其髙度会不断堆积增长，如图1-31所示，但当增长到一定程度时，外力失去平衡，积屑瘤又会被切屑和工件带走，这就是积屑瘤的产生、发展和消失的过程。

          由于积屑瘤时生时灭的发展过程，而使刀具实际前角不断的变化，导致切削力的动而产生振动，以致影响表面质量。有时部分积屑瘤会粘附在工件已加工表面上，使其粗糙度值加大和硬度不一。因此在精加工时就要设法避免积屑瘤的产生。影响积屑瘤形成的主要因素是工件材料和切削速度。
          工件材料对积屑瘤形成的影响是：材料塑性愈大，切削时变形愈大、积屑瘤愈容易形成j切削脆性材料时，无塑性变形，且为崩碎切屑，无积屑瘤产生。
         以中碳钢为例，切削速度低于2m / m i n时不产生积屑瘤：切削速度超过2m / m i n时，产生较小的积屑瘤；随着切削速度的增加积屑瘤增大，到20m/min左右时，积屑瘤的高度最大，超过该切削速度，积屑瘤的尺寸越来越小，达到60m/min左右时就不产生积屑瘤。
         此外，切削厚度、刀具前角和冷却润滑液等因素，都能在某种程度上改变切削温度和正压力，使切屑的内摩擦力、滞流层和刀具前面的外摩擦力产生变化，而影响积屑瘤的形成。前角％的功用是减少切屑的变形，使刀具易于切下切屑，从而降低切削力和动力的消耗，减少切屑在前刀面的摩擦。改变前角，就会使变形及摩擦发生变化，从而对粗槌度产生影响。试验表明：前角从一10°到+ 10°范围内变化，对粗糙度影响不大。
         后角〃。的功用是减少刀具与工件之间的摩擦，因此增大后角能减少刃口的挤压和后刀面的摩擦，从而使变形和表面粗糙度值减少。当后角增加到15°时，表面粗糙度值迅速减小。主偏角对被加工零件的表面粗糙度有影响。减小主偏角会增大径向力，这样会增大工件和刀具的振动，使表面粗糙度值增大。而增加则增加残留面积的高度。对表面粗糙度的影响是通过上述因素综合影响的。随着八^的增加，表面粗糙度值有增大，但不明显，因此可取大一些。
         精加工时副偏角对表面粗糙度的影响非常敏感，所以选择合理的X :显得十分重要丨此外刃磨质量直接影响刀面及刃口粗糙度以及刃口的锯齿情况. 这对被加工零件的表面粗糙度有直接影响。
         切削速度〃很低或很高时表面粗糙度值都比较小。切削速度在产生积屑瘤范围内时，表面粗糙度值较大。为了提高生产效率及获得小的表面粗糙度值，应选择高的切削速度。迸给愈小，则表面粗糙度值愈小，但是在精密切削时，进给量小到一定值之后，表面粗糙度反而增大，这是由于进给量过小，机床进给运动中容易产生低速爬行现象等原因。进给量的最佳值用试验方法确定。
         切削深度a，一般对表面粗糙度影响不大。但是精密切削时，切削深度小到一定程度后，表面粗糙度值增大，因为切削量太薄，刃口圆弧对加工表面的挤压加剧，增加摩擦及变形，使表面粗糙度值增大^
         加工材料塑性太大或脆性太大，加工后表面粗糙度值都增大。将塑性大的材料（如低碳钢）预先进行调质处理，以提髙硬度降低塑性，可减小表面粗糙度值。同一化学成分的材料，结晶颗粒大的表面粗糙度值增大。部分铝合金，尤其是铸铝，其组织疏松，车削后难获得小的表面粗糙度值。
        此外，机床一刀具一工件系统的振动对表面粗糙度会产生严重影响。试验证明：精密切削，髙频振动或低频振动，其振幅都应控制在0.2ixm以内。