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邯郸职业技术学院机械加工论文提高和保障以加工表面质量的措施院系名称：机电工程系 专业班级：机电一体化2009-2 学生姓名：赵立猛 学 号：292011年6月5日指导教师： 内容摘要：在机械加工中，很多因素影响工件表面质量，如何使工件表面质量达到要求，提高和保障以加工表面的质量措施。关键词：切削液，机械瘤，主偏角，负偏角，abstract: in machining, many factors affect the surface quality, how to make the workpiece surface quality requirements, improve and protect the surface of processingkeywords: cutting fluid, mechanical tumor, the main angle, the negative angle合理的使用切削液，可以改善切削条件，减少刀具磨损，提高以加工表面质量，这也是提高技术切削效益的有效途径之一。切削液的作用一切削液的合理选择1冷却作用，切削液浇筑到切削区域后，通过切削液的传导,对流和气化，一方面是切屑，刀具与工件表面摩擦减小，使热量减小；另一方面将长生的热量带走，使切削温度降低，请冷却作用。2润滑作用切削液的润滑作用是通过切削液渗透到刀具与切屑，工件表面之间，形成润滑性能较好的油膜而实现的。3清洗与防锈作用切削液的清洗作用是清除粘附在机床刀具和夹具上的细碎切屑和磨粒细粉，以防止划伤以加工表面和机床的导轨并减小刀具磨损。清洗作用的效果取决于切削液的油性，流动性和使用压力。在切削液中加入防锈添加剂后，能在金属表面形成保护膜，使机床刀具和工件不受周围介质的腐蚀，请防锈作用。二切削液的种类1水溶性切削液水溶性切削液主要有水溶液乳化液和化学合成液三种。（1） 水溶液 水溶液是以水为主要成分并加入防锈添加剂的切削液。由于水的热导系数比热容和汽化热较大，因此，水溶液主要起冷却作用。由于其润滑性能较差，所以主要用于粗加工和普加工中。（2） 乳化液 乳化液是乳化油加90%-98%水稀释而成的一种切削液，乳化油有矿物油乳化剂配制而成。乳化剂可以使矿物油与水乳化形成稳定的切削液。（3） 化学合成液 化学合成液是由水，各种表面活性剂和化学添加剂组成，具有良好的冷却润滑清洗和防锈性能。合成液中不含油，可节省能源。2油溶性切削液（1） 切削油是以矿物油为主要成分并加入一定的添加剂而构成的切削液。用于切削油的矿物油主要包括机油柴油和煤油等，切削油主要起润滑作用。（2） 极压切削油 切削油中加入硫磷等添加剂后，能显著提高润滑效果和冷却作用，尤以硫化油应用较广泛。3固体润滑剂常用的固体润滑剂是二硫化钼，形成的润滑膜有极小的摩擦因数，耐高温耐高压，切削时可涂抹在刀具上，也可添加在切削液中。三切削液的合理选用切削液应根据工件材料，刀具材料，加工方法和技术要求等具体情况进行合理选用。高速钢刀具耐磨性差，需采用用切削液。通常粗加工时，主要以冷却为主，同时也希望能减少切削力和降低功率消耗，可采用3%-5%的乳化液；精加工时，主要目的是改善加工表面质量，降低刀具磨损，减少机械流，可采用15%-29%的乳化液。硬质合金刀具耐磨性高，一般不用切削液。若要使用切削液，则必须连续充分地供应，否则，因聚冷聚热产生的内应力将导致刀片产生裂纹。 切切削铸铁因形成蹦碎状切屑，一般不用切削液。切削铜合金等有色金属时，一般不用含硫的切削液，以免腐蚀工件表面。切削铝合金一般不用切削液，但在铰孔和螺纹时，常加5:1的煤油与机油的混合液或轻柴油，要求不高时，也可以用乳化液。1切削速度v加工塑性材料时，切削速度对积屑和鳞刺的影响非常显著。切削速度较低易产生鳞刺，低速至中速易形成积屑，粗糙度也大。避开这个速度区域，表面粗糙度值会减小。加工脆性材料时，因为一般不会形成积屑和鳞刺，所以切削速度对表面粗糙度基本无影响。由此可见，用较高的切削速度，既可提高生产率，同时又可使加工表面粗糙度较小。所以最重要的是发展各种新刀具材料和相应的新刀具结构，以便有可能采用更高的切削速度。2进给量f从几何因素中可知，减小进给量f可以降低残留面积的高度。同时也可以降低积屑瘤和鳞刺的高度，因而减小进给量可以使表面粗糙度值减小。但进给量减小到一定值时，再减小，塑性变形要占主导地位，粗糙度值不会明显下降。当进给量更小时，由于塑性变形程度增加，粗糙度反而会有所上升。3切削深度ap一般来说，切削深度对加工表面粗糙度的影响是不明显的，在实际工作中可以忽略不计。但当ap0.020.03mm时，由于刀刃不是绝对尖锐而是有一定的圆弧半径，这时正常切削就不能进行，常挤压滑过加工表面而切不下切屑而将在加工表面上引起附加的塑性变形，从而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能选用过小的切削深度。但过大的切削深度也会因切削力、切削热剧增而影响加工精度和表面质量。切削用量三要素1切削速度v加工塑性材料时，切削速度对积屑和鳞刺的影响非常显著。切削速度较低易产生鳞刺，低速至中速易形成积屑，粗糙度也大。避开这个速度区域，表面粗糙度值会减小。加工脆性材料时，因为一般不会形成积屑和鳞刺，所以切削速度对表面粗糙度基本无影响。由此可见，用较高的切削速度，既可提高生产率，同时又可使加工表面粗糙度较小。所以最重要的是发展各种新刀具材料和相应的新刀具结构，以便有可能采用更高的切削速度。2进给量f从几何因素中可知，减小进给量f可以降低残留面积的高度。同时也可以降低积屑瘤和鳞刺的高度，因而减小进给量可以使表面粗糙度值减小。但进给量减小到一定值时，再减小，塑性变形要占主导地位，粗糙度值不会明显下降。当进给量更小时，由于塑性变形程度增加，粗糙度反而会有所上升。3吃刀深度ap一般来说，吃刀深度对加工表面粗糙度的影响是不明显的，在实际工作中可以忽略不计。但当ap0.020.03mm时，由于刀刃不是绝对尖锐而是有一定的圆弧半径，这时正常切削就不能进行，常挤压滑过加工表面而切不下切屑而将在加工表面上引起附加的塑性变形，从而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能选用过小的切削深度。但过大的切削深度也会因切削力、切削热剧增而影响加工精度和表面质量。积屑瘤的形成在加工过程中，由于工件材料是被挤裂的，因此切屑对刀具的前面产生有很大的压力，并摩擦生成大量的切削热。在这种高温高压下，与刀具前面接触的那一部分切屑由于摩擦力的影响，流动速度相对减慢，形成“滞留层”。当摩擦力一旦大于材料内部晶格之间的结合力时，“滞流层”中的一些材料就会粘附在刀具*近刀尖的前面上，形成积屑瘤。 2、积屑瘤的作用优点：积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性；同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。 缺点：积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程，（1）部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上，（2）而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变，（3）同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。 3、积屑瘤的控制（1）材料的性质 材料的塑性越好，产生积屑瘤的可能性越大。因此对于中、低碳钢以及一些有色金属在精加工前应对于它们进行相应的热处理，如正火或调质等，以提高材料的硬度、降低材料的塑性。 （2）切削速度 当加工中出现不想要的积屑瘤时，可提高或降低切削速度，亦可以消除积屑瘤。但要与刀具的材料、角度以及工件的形状相适应。 （3）冷却润滑 冷却液的加入一般可消除积屑瘤的出现，而在冷却液中加入润滑成分则效果更好 1前角的选择 前角是刀具上最重要的角度之一，增大前角，切削刃锋利，切削变形小，切削力小，切削轻快，切削温度低，刀具磨损小和加工表面质量高，但过大前角刀头强度降低，切削温度高，刀具磨损加剧，刀具耐用度低。 从正反两方面考虑，前角有一个最佳数值。选择前角的原则是保证加工质量和足够的刀具耐磨度的前提，应尽量选取大的前角，具体选择时要考虑的因素有： （1）根据工件材料选择：加工塑性金属材料前角较大；加工脆性材料时前角较小。材料的强度、硬度越高，前角越小。 （2）根据刀具材料选择，高速钢刀具抗弯强度好，抗冲击韧性高，可选较大前角；硬度合金材料抗弯强度较高速钢低，故前角较小。陶瓷刀具材料前角应更小。（3）根据加工要求选择。粗加工时选择较小前角，精加工时前角应大些，加工成型表面的刀具，前角应小些以减少刀具的刃形误差。 2后角的选择 增大后角，可减少后面与切削表面间摩擦，减小切削刃钝圆弧半径，可提高表面质量。但同时使刀具强度降低，散热条件变差。 选择前角的原则是保证加工质量和足够的刀具耐磨度的前提，应尽量选取大的前角 选择后角的原则是在不产生较大摩擦的条件下，应适当减小后角。 在加工工艺系统刚性满足的条件下，应选较小主偏角. 副偏角选择的原则是，在不影响摩擦和振动的条件下应选择较小副偏角（1）根据加工精度选择精加工时为保证加工质量，后角取较大812，粗加工时，要提高刀具强度，后角应取较小68。 （2）根据加工材料 加工塑性材料，已加工表面的弹性恢复大，后角应取大值。加工脆性材料后角取小值。 3主、副偏角的选择 减小主、副偏角，刀头强度增高，散热条件好，加工表面粗糙度小，但背向力增大，易使工件或刀杆发生变形，引起工艺系统振动。减小主偏角使得切削厚度和切屑厚度减小而导致断屑效果差。因此，在加工工艺系统刚性满足的条件下，应选较小主偏角；加工高强度、高硬度材料时为提高刀具强度寿命，应选较小主偏角，在出现带状切屑时，应考虑加大主偏角。 副偏角大小主要影响已加工表面粗糙度，选择的原则是，在不影响摩擦和振动的条件下应选择较小副偏角。 4刃倾角的选择 刃倾角可控制切屑流向：当0时，切屑流向待加工表面；0时切屑流向已加工表面；=0切屑沿主剖面方向流出。 增大可增加实际工作前角和刃口锋利程度，可提高加工质量。选用负刃倾角，可提高刀具强度，改变刀刃受力方向，提高刀刃抗冲击能力，但过大负刃倾角会使背向力增大。结论切削力是指在切屑过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的讲：在切削加工时，工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力。工件的表面质量与其使用性能密切相关，工件的使用性能是以保证机器正常工作为前提的设计要求，因此在加工工件过程中，我