軸類(lèi)工件的車(chē)削表面質(zhì)量與控制[1]

1、軸類(lèi)工件的車(chē)削表面質(zhì)量與控制【摘要】本文就材料、刀尖圓弧半徑和修光刃、積屑瘤、鱗刺、振動(dòng)切削刃對(duì)表面粗糙度的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了控制措施?！娟P(guān)鍵詞】表面粗糙度材料刀尖圓弧半徑和修光刃積屑瘤鱗刺振動(dòng)影響防止減小措施表面粗糙度是指被加工表面所具有的較小間距和微小峰谷平面度。它是鑒定加工表面質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。1、材料對(duì)表面粗糙度的影響加工彈塑性材料時(shí)，刀具對(duì)金屬材料擠壓所產(chǎn)生的塑性變形和刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用，使表面粗糙

2、度值加大。工件材料韌性越小，金屬塑性變形越大，加工出的表面粗糙度值越大。因此，為了改善對(duì)中碳鋼和低碳鋼材料工件的切削性能，降低表面粗糙度值，常在粗加工或精加工前安排正火或調(diào)質(zhì)處理。加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)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，低速至中速易形成積屑瘤，粗糙度也大。避開(kāi)這個(gè)速度區(qū)域，表面粗糙度值會(huì)減小。加工脆性材料時(shí)，切屑發(fā)生的塑性變形非常小，切屑成小?；蚍蹱钆懦?，對(duì)刀尖不斷地沖擊，由于切屑的崩碎而在已加工表

3、面留下許多“坑坑”，不容易得到光潔的表面。因而在精加工時(shí)，將車(chē)刀前刀面磨成平直切削刃，應(yīng)用修光刃以及對(duì)切削用量進(jìn)行合理的調(diào)整等都是很必要的。切削脆性材料時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生崩碎切屑，切屑崩碎時(shí)的裂縫深人到已加工表面之下，使粗糙度增大。此外，排屑狀況、機(jī)床設(shè)備的精度和剛度等，也會(huì)影響已加工表面的表面粗糙度。加工脆性材料時(shí)，因?yàn)橐话悴粫?huì)形成積屑瘤和鱗刺，所以切削速度對(duì)表面粗糙度基本無(wú)影響。2、刀尖圓弧半徑和修光刃對(duì)表面粗糙度的作用和改善（1）刀尖圓

4、弧半徑的應(yīng)用刀具形狀對(duì)工件的表面粗糙度有著直接影響，當(dāng)使用刀尖切削軸類(lèi)工件會(huì)留下一定的殘留面積，當(dāng)使用圓弧切削刃時(shí)也會(huì)留下一定的殘留面積。由于表面粗糙度值主要取決于殘留面積的高度，所以，切削加工時(shí)，選擇較大的刀尖圓弧半徑以及小的進(jìn)給量，都可以降低表面粗糙度值。但是，是不是說(shuō)粗加工中為了切削順利，應(yīng)采用小的刀尖圓弧半徑，而精加工時(shí)，為了提高被加工表面的光潔性，就應(yīng)該采用大的刀尖圓弧半徑呢？事實(shí)上，當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑增大時(shí)，車(chē)刀的圓弧刃增長(zhǎng)，其

5、主偏角小于直線刃主偏角，容易引起切削中產(chǎn)生振動(dòng)，并且，會(huì)使切屑熱增多；但是，車(chē)刀切屑刃工作長(zhǎng)度的增加，改善了散熱條件，使切削溫度降低，同時(shí)使刀尖強(qiáng)度增大，有利于降低加工表面的表面粗糙度值。刀尖圓弧半徑一般選用在0.2~2mm它可依據(jù)以下幾點(diǎn)：1）粗車(chē)時(shí)，切屑變形嚴(yán)重，切削力大，切削熱多，可選用較大的圓弧半徑；車(chē)刀的前刀面磨損或后刀面磨損都直接影響著軸件的表面粗糙度。車(chē)刀磨損主要是由以下幾方面原因造成的：車(chē)床上切削工件，金屬層發(fā)生著十分劇

6、烈的擠壓和切屑變形，產(chǎn)生出很大的熱量。這時(shí)刀尖的局部溫度可達(dá)500℃甚至1000℃.在高溫作用下，刀具切削刃的金屬組織漸漸變軟，硬度降低，甚至失去切削性能，這樣，切削刃就會(huì)卷邊，刀具明顯變鈍。刀具能維持切削性能的最高溫度和刀具材料有關(guān)，高速鋼刀具在500～600℃時(shí)失去硬度，硬質(zhì)合金刀具在800～1000℃時(shí)失去硬度。切削時(shí)，金屬層經(jīng)受變形，材料的力學(xué)性能發(fā)生變化，硬度和斷裂強(qiáng)度增加，而塑性降低，這時(shí)，表面硬化層得金屬極限強(qiáng)度和屈服點(diǎn)都

7、提高了，并且切削力和熱應(yīng)力多次反復(fù)，使刀具表面層達(dá)到疲勞強(qiáng)度極限，當(dāng)切削溫度較高時(shí)，容易出現(xiàn)這種磨損。使用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行車(chē)削時(shí)，大量切削熱會(huì)使硬質(zhì)合金中的碳、鈷、鎢、鈦等元素逐漸擴(kuò)散到工件和切屑中去，這樣改變了刀具表層的化學(xué)成分，使硬質(zhì)合金刀具的硬度下降，從而加劇刀具的磨損。在車(chē)床上進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí)，刀尖和刀齒的前刀面受到時(shí)大時(shí)小的背向力，同時(shí)，刀齒表面要受到很大的壓力，并且摩擦速度很高，機(jī)械摩擦力很大，這幾種綜合力致使車(chē)刀刀尖和刀齒前

8、刀面的磨損加快。車(chē)刀在切削中的磨損速度并不一致，一把新車(chē)刀或刃磨過(guò)的車(chē)刀，當(dāng)它們進(jìn)入切削后，在較短的一段時(shí)間內(nèi)磨損是較快的這是因?yàn)樾萝?chē)刀的切削刃和前后刀面微觀有高低不平等缺陷，當(dāng)車(chē)刀和工件表面接觸的初期切削刃和前后刀面很快被磨平。所以，有經(jīng)驗(yàn)的車(chē)工師傅在使用前都用磨石仔細(xì)認(rèn)真的研磨。以制約和縮減初期的磨損。當(dāng)進(jìn)入正常切削后，刀齒表面粗糙不平的各點(diǎn)已被磨平，刀具的磨損情況也就穩(wěn)定下來(lái)了。這時(shí)的磨損值與切削時(shí)間成正比的增加，這段磨損為正常磨

9、損階段；緊接著。由于切削溫度的上升、車(chē)刀的切削性能下降、金屬材料組織的變化、摩擦條件的較大變化以及切削力增大等因素影響，導(dǎo)致切削條件惡化，刀具磨損加劇，這時(shí)如果繼續(xù)使用下去，刀具就會(huì)損壞了。一把新刀具如果在使用前經(jīng)過(guò)背刀，在使用過(guò)一段時(shí)間，進(jìn)入正常磨損階段后，再進(jìn)行一次背刀將大大增大其使用期限。及時(shí)地背刀，可以減緩刀齒磨損，延長(zhǎng)刀具壽命。光滑平整的刀齒會(huì)大大降低初期磨損階段的磨損量，會(huì)延長(zhǎng)正常磨損階段的時(shí)間。5、鱗刺的影響鱗刺是指已加工