影響零件表面粗糙度的因素及對策

陳金堂

（鶴壁市機電信息工程學校，河南 鶴壁 458030）

影響零件表面粗糙度的因素及對策

陳金堂

（鶴壁市機電信息工程學校，河南 鶴壁 458030）

本文根據(jù)長期的教學和生產(chǎn)實踐，研究和分析了影響工件表面粗糙度的因素，提出了相應的具體對策，其方法切實可行，值得借鑒。

表面粗糙度；影響因素；改進措施

1 表面粗糙度的概念和對切削零件的影響

1.1 表面粗糙度的概念。表面粗糙度是指在加工零件表面有微小間距和微小峰谷所形成的微觀幾何不平度，間距越小，峰谷越小，則粗糙度越小。測量表面粗糙度的方法有比較法、光切法、干涉法、觸針法。用得較多的是比較法，其方法是將被測工件和粗糙度樣塊用目測的方法進行比較，得出粗糙度值，又因比較法簡單易行，所以應用的比較廣泛。

1.2 表面粗糙度對加工零件的影響。主要影響零件的耐磨性、耐腐蝕性、疲勞強度和配合性質(zhì)等。耐磨性和耐腐蝕性不足會使配合性質(zhì)下降，影響機器設備的使用質(zhì)量和使用壽命，所以，降低表面粗糙度值是生產(chǎn)過程中值得研究的重要內(nèi)容。

2 影響表面粗糙度值的因素

2.1 切削時振動的影響。當機床各部件配合間隙較大，或機床本身剛性較差，機床固定不牢固，刀具切削量過大，刀具不鋒利，刀具裝夾過低等諸多因素，都會導致機床振動，影響表面粗糙度。

2.2 切屑把工件表面拉毛的影響。在切削時由于不能及時斷屑，形成帶狀切屑，切屑纏繞在工件表面上，會把工件表面拉毛，而影響工件的表面粗糙度值。

2.3 切削瘤、毛刺的影響。當選擇的切削參數(shù)不合理或刀具角度不正確、刀具磨損，都會在工件表面形成切屑瘤或毛刺，也會影響工件的表面粗糙度值。

2.4 切削殘留面積的影響。由刀具主、副切削刃切削后，未被刀具切去部分的截面積稱為殘留面積，當選擇的刀具副偏角較大，進給量較大時，工件殘留面積會增大，會影響到工件的表面粗糙度值。

2.5 刀具材料、工件材料的影響。因構(gòu)成刀具材料的元素不同，按元素成分的多少、比例制成精加工刀具和粗加工刀具，不同元素的刀具材料對加工的材料有針對性，否則，對工件的粗糙值造成影響。

3 具體改進措施

3.1 機床方面。調(diào)整預緊主軸軸承，可有效防止主軸軸向竄動和徑向跳動。調(diào)整大拖板間隙及調(diào)整中、小滑板鑲條間隙，可有效防止滑板滑動動配合間隙過大，間隙應小于0.04mm。

3.2 刀具方面。其一，選擇合理的車刀角度。因工件的殘留面積大小影響到表面粗糙度值，殘留面積的大小由車刀的副偏角大小決定，適當減小副偏角，并磨出修光刃，可減小工件表面殘留面積，但副偏角也不能太小，否則，車刀和工件表面接觸面積過大會引起振動，反而粗糙度會增大。適當增加刀尖圓弧半徑，也可以減小工件殘留面積，使工件表面圓潤、光滑，進而降低表面粗糙度值。我們可以參考下面所列的副偏角數(shù)據(jù)：粗車時選5°～15°，精車時選0°～5°，車細長軸、薄壁件時選6°～10°，車鑄鐵、淬硬鋼時選4°～10°，切斷時選1°～2°。其二，增加車刀剛性。為了增加刀桿的剛性，在不影響加工的情況下，盡可能增加刀桿的截面積，裝夾時，縮短刀桿伸出長度，采用剛性好的刀桿材。其三，保持車刀鋒利，能使切屑及時折斷。增大車刀前角，使車刀時常保持鋒利，車刀磨損后應及時刃磨，避免切削力過大引起振動，或產(chǎn)生切屑瘤和毛刺，增加表面粗糙度值。在前刀面磨出斷屑槽，及時折斷切屑，避免將工件表面拉毛，防止影響工件表面粗糙度值。其三，選擇和加工材料相對應的刀具牌號。在生產(chǎn)中，比較常用刀具材料有硬質(zhì)合金和高速鋼。硬質(zhì)合金分YG類、YT類、YW類。YG類合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬，YG類有YG8用于粗加工，YG6用于半精加工，YG3用于精加工。YT類合金主要用于加工碳素鋼、合金鋼，YT類有YT5、YT8用于粗加工，YT15用于半精加工、精加工，YT30用于精加工。YW類合金主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼，YW類有YW1用于半精加工、精加工，YW2用于粗加工。高速鋼主要用于碳素鋼的底速精加工。此外，還有一些高性能的刀具材料，如:陶瓷，人造金剛石，立方氮化硼等，在生產(chǎn)中，要根據(jù)工件材料的性能和加工要求，來選擇合適的刀具牌號。

3.3 切削加工和切削用量選擇。其一，切削加工時，工件應裝牢、夾正，在不影響加工的情況下，盡可能縮短工件地伸出長度，切斷刀寬度不宜選的太寬，必要時采用中心架或跟刀架，以增加工件的剛性，避免振動。其二切削用量的選擇。俗話說：切削用量的合理選擇是車工的關(guān)鍵，切削用量的選擇是否合理，決定加工的質(zhì)量和效率。在切削三要素中，影響最大的是進給量，其次切削速度，最后切削深度。

切削進給量選擇：進給量大小影響殘留面積大小，進給量大則粗糙度值大，進給量小則反之。進給量應小于修光刃的長度，這樣可以車去每轉(zhuǎn)所殘留的面積，不留刀痕，進而降低工件表面粗糙度值。

切削速度選擇：當用硬質(zhì)合金車刀加工碳結(jié)構(gòu)鋼時，較高的切削速度，會提高加工溫度，使其表面產(chǎn)生塑性變形，進而形成光潔的表面質(zhì)量。當用高速鋼加工碳結(jié)構(gòu)鋼時，則需要較低的切削速度，降低切削溫度，才能形成光潔的表面。用高速鋼加工碳結(jié)構(gòu)鋼時，當加工出的切屑像錫紙一樣薄、一樣亮時，工件的表面光潔度必定是比較高的。

切削深度選擇：因合金車刀在刃磨時，不易磨得很鋒利，所以精加工時吃刀深度不能太小，進而可有效避免讓刀，防止粗糙度值增大。如用高速鋼車刀加工時，因高速鋼可以刃磨的很鋒利，車刀深度應選的較小，這樣可有效避免切削溫度過高，防止粗糙度值增加。

在實際的加工時，我們可以參考以下切削用量：

高速鋼：切削速度3～6mm/min 進給量0.04～0.06 吃刀深度0.04～0.10

硬質(zhì)合金：切削速度80～100mm/min 進給量0.05～0.08吃刀深度0.25～0.75

4 總結(jié)

在實際的加工中，表面粗糙的情況很復雜，影響工件表面粗糙度值的因素也很多，都是加工環(huán)境綜合因素的體現(xiàn)，我們要找出影響工件表面粗糙度的主要因素，針對具體情況、具體分析、綜合考慮，積極應對，采取合理的措施，才可以有效地降低工件表面的粗糙度值。

[1]杜俊偉.車工工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]董國成.車工工藝與技能訓練[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3]陸劍中，孫家寧.金屬切削原理與刀具（第五版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

TH161.1

A

1671-0037（2014）07-109-1.2

陳金堂（1967.1-）男，車工技師，國家職業(yè)技能鑒定考評員，研究方向：機電一體化專業(yè)和車工專業(yè)。