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切削加工的产品表面虽看似平整,但实际上存在着肉眼无法识别的高低起伏以及不同间隔的山脉和谷地。这些连续的微小起伏被称为“表面粗糙度”。随着工业产品向小型化和高度化的发展,对其部件的精密加工和表面处理的要求也越来越高。本文将讨论切削加工中表面粗糙度恶化的原因及其对策。
表面粗糙度的恶化会导致摩擦阻力增大、密封性和油密性恶化、切削面的光泽度变差等多种问题。下面将详细介绍这些问题。
当两个金属相互结合时,如果表面粗糙度较大,会在这些表面产生摩擦阻力,影响机械的滑动(移动)。此外,结合的金属间的间隙增大,会导致密封性和油密性的恶化。
将金属表面抛光到平滑时,会产生金属光泽。然而,如果切削时表面粗糙度较大,则会失去金属光泽,使表面呈现粗糙质感。虽然有时候可能故意创造出这种粗糙感,但大多数情况下,表面粗糙度会因此而导致外观恶化,需要注意。
如果切削加工的尺寸精度非常严格,而未能控制在公差范围内,可能需要进行追加加工。
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然而,如果表面粗糙度过大,可能没有足够的余量来改善粗糙度,从而导致加工失败。
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以下是切削加工的表面粗糙度在完成阶段恶化的主要原因。
构成刃先是在切削加工过程中不断生长和脱落,每次发生时,切削角都会发生变化,从而恶化表面粗糙度。
当完成工具磨损时,无法实现预设的切削角,磨损的工具表面状态可能会转移到材料上,恶化表面粗糙度。
如果完成阶段的切削条件不适当,例如切削工具的送进量等,也会导致表面粗糙度恶化。
为了防止表面粗糙度恶化,需要通过选择合适的切削工具和切削条件进行对策。
工具选择对策包括选择表面涂层的工具、选择具有大角度切削角和大角R的刀片、选择刮刀插入等。
为了抑制产生可能导致表面粗糙度的构成刃先,选择涂层工具是有效的。构成刃先的产生易于切削工具和工件的组合,通过涂层可以使其不易产生。如果能够抑制构成刃先的产生,就可以防止表面粗糙度的恶化。
通过减小角R可以减少切削时的阻力,从而抑制表面粗糙度的恶化。同时,增大切削角可以减少导致表面粗糙度恶化的工具磨损。
通常情况下,增大送进量会恶化表面粗糙度,但使用带有刮刀刃的刮刀插入可以在增大送进量的同时抑制表面粗糙度的恶化。如果能够增大送进量,则还可以减少切削工具的磨损,延长工具寿命。
为了防止表面粗糙度恶化,需要在切削条件中注意控制“减小送进量”和“进行切削点冷却”。
增大送进量会导致每个刀刃的加工量增大,表面粗糙度恶化。相反,减小送进量可以实现更高精度的加工,从而抑制表面粗糙度的恶化。但这会降低加工速度,因此需要考虑生产效率。
表面粗糙度的恶化可能是由于切削点温度升高导致的构成刃先更易产生。使用冷却液可以控制温度上升,并改善润滑性,从而防止表面粗糙度恶化。
本文讨论了切削加工中表面粗糙度恶化的原因和对策。表面粗糙度不仅影响尺寸精度,还关系到机械部件的滑动性和耐摩擦性等性能。控制表面粗糙度,实现高附加值的制造是我们的目标。