第七章 第二节 加工表面几何特性的形成及其影响因素

第七章机械加工表面质量02【加工表面几何特性的形成及其影响因素】加工表面几何特性包括表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理几个方面。表面粗糙度是构成加工表面几何特征的基本单元。因此,这一节主要分析表面粗糙度的形成及其影响因素。用金属切削刀具加工工件表面时,表面粗糙度主要受几何因素、物理因素和机械加工振动三个方面因素的作用和影响。

加工表面几何特性从几何的角度考虑,刀具的形状和几何角度,特别是刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角和切削用量中的进给量f等对表面粗糙度有较大的影响。1.几何因素加工表面几何特性2.物理因素从切削过程的物理实质考虑,刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形,严重恶化了表面粗糙度。在加工塑性材料而形成带状切屑时,在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤。它可以代替前刀面和切削刃进行切削,使刀具的几何角度、背吃刀量发生变化。其轮廓很不规则，因而使工件表面上出现深浅和宽窄都不断变化的刀痕，有些积屑瘤嵌入工件表面,增大了表面粗糙度值。切削加工时的振动,使工件表面粗糙度值增大。加工表面几何特性3.工艺因素3.1切削加工后的表面刀具的几何形状、材料及刃磨质量对表面粗糙度的影响：从几何因素看,减少具的主副偏角,增大尖圆弧半径,均能有效地降低表面粗糙度值。加工表面几何特性3.1切削加工后的表面工件材料性能对表面粗糙度的影响：

与工件材料相关的因素包括材料的塑性、韧性及金相组织等,一般地讲,韧性较大的塑性材料,易于产生塑性变形,与刀具的粘结作用也较大,加工后表面粗糙度值大。相反,脆性材料则易于得到较小的表面粗糙度值。。加工表面几何特性3.1切削加工后的表面磨削加工是通过表面具有随机分布磨粒的砂轮和工作的相对运动来实现的。在磨削过程中,磨粒在工件表面上滑擦.耕犁和切下切屑，把加工表面刻划出无数微细的沟槽,沟槽两边伴随着塑性隆起,形成表面粗糙度。切削用量对表面粗糙度的影响砂轮对表面粗糙度的影响工件材料对表面粗糙度的影响加工表面几何特性3.1切削加工后的表面(1)磨削用量对表面粗糙度的影响：切削速度vp背吃刀量af

进给量f加工表面几何特性3.2磨削加工后的表面磨削加工是通过表面具有随机分布磨粒的砂轮和工作的相对运动来实现的。在磨削过程中,磨粒在工件表面上滑擦、耕犁和切下切屑,把加工表面刻划出无数微细的沟槽,沟槽两边伴随着塑性隆起,形成表面粗糙度。(1)磨削用量对表面粗糙度的影响提高砂轮速度，可以增加在工件单位面积上的刻痕,同时,塑性变形造成的隆起量随着砂轮速度的增大而下降,所以表面粗糙度值减小。在其他条件不变的情况下,提高工件速度，磨粒在单位时间内，在工件表面上的刻痕数减少,因而将增大磨削表面粗糙度值。磨削深度增加，磨削过程中磨削力及磨削温度都增加,磨削表面塑性变形增大,从而增大表面粗糙度值。加工表面几何特性3.2磨削加工后的表面(2)砂轮对表面粗糙度的影响①砂轮的粒度。砂轮的粒度越细,单位面积上的磨粒数越多，工件表面上的刻痕密而细,则表面粗糙度值越小。但磨粒过细时,砂轮易堵塞,磨削性能下降,反而使粗糙度值增大。②砂轮的硬度。硬度的大小应合适。砂轮太硬,磨粒钝化后仍不能脱落,使工件表面受到强烈摩擦和挤压作用,塑性变形程度增加,表面粗糙度值增大或使磨削表面烧伤。砂轮太软,磨粒易脱落,常会产生磨损不均匀现象,而使表面粗糙度