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機械加工表面粗糙度的產生原因和影響因素

2016-5-31 16:40| 發布者: 外協| 查看: 1| 評論: 0

摘要: 在經過機械加工的零件表面上,總會存在很多高低不平的微小峰谷,這些峰谷高低不平的程度就是所謂的零件表面粗糙度。機械加工的表面粗糙度是由于切削分離時的塑性變形、工藝系統的高頻振動、刀具與被加工表面的摩擦等 ...

在經過機械加工的零件表面上,總會存在很多高低不平的微小峰谷,這些峰谷高低不平的程度就是所謂的零件表面粗糙度。機械加工的表面粗糙度是由于切削分離時的塑性變形、工藝系統的高頻振動、刀具與被加工表面的摩擦等原因造成的。對于精密零件,應盡量減少其表面粗糙度,提高零件的表面質量。這也是衡量機械加工質量的一個重要標準。

 

機械加工產生表面粗糙的原因

 

引起機械加工表面粗糙的主要有以下幾個原因:

 

首先是殘留面積是刀具的主切削刃副切削刃切削后,殘留在已加工表面上的一些尚未被切去的面積。

 

其次是鱗刺有些塑性金屬,例如低碳鋼、中碳鋼、不銹鋼、鋁合金等當使用高速鋼刀具對其進行低速或中速切削時,就會在加工表面上產生魚鱗片狀的毛刺,稱為鱗刺。產生鱗刺會使零件表面粗糙度激增。

 

接下來是積屑瘤這是在切削過程中,切削屑在切削刃表面上積累形成的。產生積屑瘤時,其突出的部分會替代切削刃切入工件,在已加工表面上劃一道道出深淺不一的溝紋;當積屑瘤脫落時,部分積屑瘤碎片可能會粘附在已加工表面上,形成細小毛刺這兩種情況都會造成零件已加工表面粗糙度增大。

 

最后還有振動在切削加工時,工藝系統由于剛性不足,產生周期性振動,這樣會在已加工表面上劃出條痕或波紋痕跡,使表面粗糙度值明顯增大。


 

加工中影響表面粗糙度的因素

 

機械加工中,哪些因素會造成殘留面積、積屑瘤、鱗刺振動的產生呢?讓我們來看一下:

 

第一個因素是切削用量切削用量包括進給量和切削速度等,其中進給量對殘留面積的影響最大進給量的增加會導致殘留面積也隨之增加切削速度對表面粗糙度的影響主要體現在鱗刺和積屑瘤的產生上。當切削對象為塑性金屬時,切削速度很低時,不容易產生積屑瘤;而切削速度很高時,有利于減小塑性變形,從而抑制鱗刺的產生。故而,這兩種情況都會減小零件表面的粗糙度。而在切削脆性材料時,切削速度的影響較小,因為材料變形小,故表面粗糙度值也減小。

 

第二個因素是刀具幾何參數刀具的幾何參數主要包括刀具的刃形和角度等,其中刀尖圓弧半徑、主偏角和副偏角對殘留面積和振動有較大的影響。通常,在機床剛度足夠的前提下,當刀尖圓弧半徑增大,主偏角和副偏角減小時,表面粗糙度值小但如果機床剛度低,刀尖圓弧半徑過大或主偏角過小,反而會因為切削力過大,造成振動,而使表面粗糙度值增大。

 

第三個因素是用于切削的刀具材料刀具材料不同,刃口圓弧半徑的大小和保持鋒利的時間是不同的。有些材料的刀具,如高速鋼刃磨得很鋒利,但保持的時間較短,所以在低速切削時表面粗糙度較小而有些材料的刀具,如硬質合金刃磨后刃口圓弧半徑較大,在高速度下切削表面粗糙度值較小。只要根據加工需要,恰當選擇合適的刀具材料,就可以減小加工表面的粗糙度。

 

第四個因素是工件材料工件材料的塑性越,硬度越就越容易產生積屑瘤、鱗刺、冷硬現象,表面粗糙度也就越大所以,切削高碳鋼、中碳鋼調質鋼表面粗糙度比切削低碳鋼而切削鋼材料工件的表面粗糙度比切削鑄鐵材料要小


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