【文章內(nèi)容簡介】 ? ???? ? (11) 則 8 式可寫成為： R? = ??? ??? 21ZS +arctg),(2)c o s1( s in SdD d ???? ???? ? (12) 由此可得銑刀切削點瞬間徑向往復(fù)移動函數(shù)為： ? ?,S??? ? ??? ???? 212 ZSf 式中： f 工件每一轉(zhuǎn)時銑刀的徑向進給量 3 車削及車銑 加工表面粗糙度的影響 因素 分析 切削加工中的 表面粗糙度及其控制 經(jīng)過切削或磨削加工后的表現(xiàn)總會有圍觀幾何不平度，不平度的高度 稱為 粗糙度。其產(chǎn)生的原因可歸納為兩個方面 。 ]8[ 9 （ 1） 幾何因素產(chǎn)生的粗糙度，也稱為理論粗糙度，由切削運動和刀具的幾何 形狀產(chǎn)生，主要取決于殘留面積的高度。 （ 2）切削過程中不穩(wěn)定因素所產(chǎn)生的粗糙度，包括 積屑瘤、鱗刺、切削變形、刀具的邊界磨損、切削刃與工件相對位置變動等。 由于車銑加工表面粗糙度主要取決于殘留面積的高度，所以本文主要研究幾何因素對車銑加工表面粗糙度的影響。 殘留面積產(chǎn)生的粗糙度 切削時，由于刀具與工件相對運動以及刀具幾何形狀的關(guān)系，有一小部分金屬未被切削下來，殘留在已加工表面上，稱為殘留 面積。如圖 7 所示，其高度直接影響到已加工表面的橫向粗糙度。理論的殘留面積高度 R可以根據(jù) 刀具的主偏角 rk 、副偏角 rk39。 、 刀尖圓弧半徑 r和進給量 f，按幾何關(guān)系計算出來。 ]9[ 圖 7 加工過程 刀尖圓弧半徑 r=0 時： R = rr kkf 39。cotcot ? r? (tan ?2rk tan 239。rk ) 1000? R?rr kkf 39。cotcot ? （ 14） 刀尖圓弧半徑 r 不等于 0時： R? r? 422 fr ? (15) 由上面的分析可知，減小進給量 f，可以降低零件的理論 粗糙度，但是會影響生產(chǎn)效率。適當?shù)臏p小副偏角 rk39。 和增大刀尖圓弧半徑 r，可以減小理論粗糙度。 10 因此精加工時往往在刀尖處磨出一定得圓弧或修磨出一小段副偏角 rk39。 =0 的修光刃，來降低零件的表面粗糙度。但是過度的減小副偏角 和增大刀尖圓弧半徑，會使刀具和工件 之間的摩擦增大，產(chǎn)生振動，使工件表面質(zhì)量下降。 切削過程中不穩(wěn)定因素產(chǎn)生的粗糙度 1）積屑瘤 當切削塑性材料時，常在靠近切削刃及刀尖的簽到面上產(chǎn)生積屑瘤，積屑瘤的硬度很高，可以代替切削刃進行其切削。 ]10[ 由于積屑瘤會引起 過切，并且自身不規(guī)則，且處于不穩(wěn)定狀態(tài)，不斷生長和破碎，導(dǎo)致各處的過切量不一致。同時，一部分破碎的積屑瘤碎片嵌入已加工 表面形成鱗片狀毛刺。積屑瘤的生長于破碎導(dǎo)致切削力的波動，容易引起振動。所以除了殘留面積造成的粗糙度外，就要數(shù)積屑瘤的生長于破碎對粗糙度 的影響嘴嚴重。 2）鱗刺 鱗刺就是已加工表面上出現(xiàn)的鱗片狀毛刺，常常發(fā)生于中低速、大進給量、較小前角切削塑性、韌性較大的金屬時。鱗刺對表面粗糙度由嚴重的影響，使已加工表面變得很粗糙，是加工中獲得較小粗糙度表面的一大障礙。 鱗刺可以在下述三種情況下形成 ①形成節(jié)狀切削或單元切削時。 ②形成伴有積屑瘤的帶狀切削時。 ③形成無積屑瘤的帶狀切削時。 綜上所述得知，鱗刺的成因是：切削刃 金屬周期的在節(jié)狀切削單元體前 方或在積屑瘤前方積層，并周期性的被切削 而形成鱗刺。 3）切削過程中的變形 ]11[ 圖 8 切屑 形成 11 如圖 8 所示，在擠裂或單元切屑 的形成過程中 ，由于切削單元帶有周期性的斷裂，這種斷裂要深入到切削表面下，從而在加工表面上留下擠裂的痕跡而形成波浪形。而在崩碎切削的形成過程中，從主切削刃處開始的裂紋在接近主應(yīng)力方向斜著向下延伸形成過切，造成已加工表面凹凸不平。 4）振動 切削過程中如果有振動，表面粗糙度就會顯著增大 ,振動式由于徑向切削力太大，或 者加工系統(tǒng)的剛度太小所引起的。 影響 表面 粗糙度的主要因素 1）刀具方面 A．幾何參數(shù) 刀具幾何參數(shù)中對表面粗糙度影響最大的是刀尖圓弧半徑 r，副偏角 rk39。 和修光刃。 ]12[ 刀尖圓弧半徑 r 對表面粗糙度由雙重影響： r 增大時，殘留高度減小，另一方面變形將增加。由于前一種影響較大，所以當?shù)都鈭A弧半徑 r 增大時，表面粗糙度將降低。因此在剛度允許的情況下，增大刀尖圓弧半徑 r 是降低表面粗糙度的好方法。副偏角 rk39。 越小，表面粗糙度越低。但是減小副偏角容易引起振動，故減小副偏角 ，必須視機床系統(tǒng)的剛度而定。采用一段長度稍大于進給量的修光刃是降低表面粗糙度的有效措施，利用增加修光刃來消除殘留面積是實際加工工件中常用的方法。 2）切削條件 A 切削速度 v 加工塑性材料時，切削速度對積屑瘤和鱗刺的影響非常顯著。切削速度較低易產(chǎn)生鱗刺，低速至中速一形成積屑瘤，粗糙度較大。避開這個速度區(qū)域，表面粗糙度會減小。加工脆性材料時，因為一般不會形成積屑瘤 和鱗刺，所以切削速度對表面粗糙度基本無影響。 由此可見，用較高的切 削速度，既可以提高生產(chǎn)率，同時又可使加工 表面粗糙度較小。 B 進給量 f 12 從幾何因素中可知，減小進給量 f可以降低殘留面積的高度。同時也可以降低積屑瘤和鱗刺的高度，因而減小進盡量可以使表面粗糙度值減小。是進給量減小到一定值時，再減小，塑性變形要占主導(dǎo)地位，粗糙度值不會明顯下降。當進給量更小時，由于塑性變形程度增加，粗糙度反而會有所上升。 C 切削深度 一般來說，切削深度對加工表面粗糙度的影響是不明顯的，擔當切削深度小于 — 時，由于刀刃不是絕對尖銳而是有一定得圓弧半徑，這時正常切削就不能進行 ，常擠壓滑過加工表面而切不下切削而將在加工表面上引起附加的塑性變形，從而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能選用過小的切削深度。 D 切削液 切削液的冷卻和潤滑作用，能減小切削過程的界面摩擦，降低切削區(qū)溫度，從而減少了切削過程的塑性變形并抑制積屑瘤和鱗刺的生長，因此對減小加工表面粗糙度有利 車削加工 的表面粗糙度 車削加工主要由車床類機床完成。車削是 通過工件旋轉(zhuǎn)進行切削的一種加工方式。 在車床上可以加工各種回轉(zhuǎn)體表面（如：內(nèi)外圓柱面，圓錐面，成型回轉(zhuǎn)面等）和回轉(zhuǎn)體端面，某些車床還能加工螺紋面。 車削的主要加工范圍 （ 1）車外圓 外圓車削是車削加工中最基本的切削加工。車外圓的車刀有直頭外圓車刀、彎頭外圓車刀等。車外圓一般分為粗車和精車。粗車的目的是切去大部分加工余量；精車是要保證所要求的精度和表面粗糙度。 （ 2）車端面 車削端面可用彎頭車刀和偏刀。當用偏刀車削并由外圓向中心進給時，如切深較大，切削力會使車刀扎入工件，形成凹面，因此可由中心向外切削。 （ 3）車螺紋 在車床上可利用螺紋車刀加工螺紋。螺紋按牙型分為三角螺紋、梯形螺紋和方牙螺紋等，其中 普通 公制三角螺紋應(yīng)用最為廣泛。 13 影響車削加 工表面粗糙度的主要因素 工件表面質(zhì)量是工件加工質(zhì)量的重要指標，因此對車削加工過程的工件表面質(zhì)量的分析非常重要。 ]13[ 工件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度、波形、形狀誤差的很多方面。 如圖 9 所示， 在車削加工中，影響工件已加工表面粗糙度的因素主要有三個方面： （ 1）刀具刀尖部分的幾何形狀 （ 2）刀具與工件之間之間相對運動的進給速度 （ 3） 切削振動產(chǎn)生的刀具與工件之間的相對位置變化等 此外，切削速度、工件的材料、切削液等對工件的表面質(zhì)量也會產(chǎn)生重大影響，而且由于切削過程中金屬的擠壓、 變形、摩擦、磨損、力和熱等物理因素的作用產(chǎn)生的積屑瘤、鱗刺、刀具的邊界磨損等都會影響工件的表面粗糙度。切削液的使用和切削速度的提高有助于提高表面粗糙度，而隨著進給量、切深 和振動的增加，會使表面粗糙度降低。 圖 9 粗糙度成因 通過對以上 車削加工的表面粗糙度 的分析，可以得知車削加工表面粗糙度與切削參數(shù)具有一定得對應(yīng)關(guān)系，把表面粗糙度的估算值 eaR, 表示為 , k n ma e c pR Cv f a? （ 16） 式中： f??? 進給量， mr? pa??? 背吃刀量， m?