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在金屬加工中，表面粗糙度缺陷嚴(yán)重影響金屬加工質(zhì)量，而表面粗糙度缺陷產(chǎn)生的機理與各方面粗糙度缺陷的排除方法值得我們深入研究并不斷完善。

表面粗糙度是衡量零件表面質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，對于零件的美觀、接觸面摩擦、貼合面密封、旋轉(zhuǎn)件疲勞強度等等都有著不同程度的影響。在零件設(shè)計和制造的過程中，要確定并保證零件的表面粗糙度等級。


但是在實際金屬加工過程中，會因為刀具、工藝、潤滑等多方面原因造成零件表面粗糙度產(chǎn)生缺陷，零件的粗糙度達(dá)不到要求就可能導(dǎo)致零件報廢，所以須對零件粗糙度缺陷進(jìn)行相應(yīng)的排除辦法研究。

★一、常見粗糙度缺陷產(chǎn)生分析

1、刀痕粗糙分析

刀痕粗糙缺陷一般多體現(xiàn)在加大切割進(jìn)給量的時候，主要是由于在切削過程中，由于刀具形狀使得金屬加工表面部分金屬未切除，殘留在加工表面，稱之為刀痕。

2、鱗刺現(xiàn)象

一般在切削速度較低，并且運用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具對塑性金屬材料進(jìn)行切削時，容易在表面出現(xiàn)鱗片狀的裂口和毛刺，這種現(xiàn)象稱之為鱗刺現(xiàn)象。一般在拉削、插削、滾齒等加工過程中容易出現(xiàn)這種情況。當(dāng)處在低速度、小前角刀具切削塑性材料時，會形成擠裂切屑的情況，這就造成刀與屑間產(chǎn)生力的作用，并周期性地變化，這使得金屬積聚，加工表面出現(xiàn)斷裂和鱗刺現(xiàn)象。


3、劃傷和拉毛

劃傷和拉毛在粗糙度缺陷類別里也比較常見，齒輪加工過程中的啃齒現(xiàn)象、磨削加工的拉毛等等，都是劃傷和拉毛的代表性現(xiàn)象。而我們可以根據(jù)劃傷和拉毛的痕跡情況，對它們的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，以求制定好排除措施。

4、刀花不勻

針對于刀花不勻現(xiàn)象，主要原因還是在于機床，主要表現(xiàn)是金屬交工表面的刀具切削痕跡不均勻。

5、高頻振紋

在金屬加工過程中，整個工藝系統(tǒng)都會隨之振動，機床、刀具、工件都會對金屬零件表面粗糙度有很大的影響。其中工藝系統(tǒng)的低頻振動一般在工件表面上產(chǎn)生波紋度，而工藝系統(tǒng)高頻振動產(chǎn)生的振紋則屬粗糙度范疇。工藝系統(tǒng)的振動主要包括受迫振動和自激振動。受迫振動是由于受周期性外力的作用而產(chǎn)生的振動。自激振動則是系統(tǒng)運動自身激發(fā)的振動，常見的自激振動是切削自振。

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二、常見粗糙度缺陷排除分析

1、刀痕排除分析

首先切削時，應(yīng)選擇允許范圍內(nèi)較小的進(jìn)給量，但進(jìn)給量不能太小，不然也影響切削的粗糙度。其次，刃磨刀具的時候，要在允許范圍內(nèi)適當(dāng)增大刀尖圓弧半徑，對粗糙度會有一定裨益。

2、鱗刺現(xiàn)象排除分析

首先要把控切削速度。鱗刺現(xiàn)象的產(chǎn)生在一定程度上是由于切削速度的原因，超出或低于特定速度范圍，都會產(chǎn)生鱗刺現(xiàn)象。其次是切削厚度，要盡量減小切削厚度，切削厚度的增大，對于切屑和刀具前面之間的壓力會越來越大，如果形成擠裂切屑或單元切屑，會使鱗刺現(xiàn)象出現(xiàn)得更頻繁和嚴(yán)重。另外采用質(zhì)量較好的切削液也能有效鱗刺現(xiàn)象的產(chǎn)生。合理地選擇刀具的角度，也是排除鱗刺現(xiàn)象的有效方法。后要對工件材料的切削加工性不斷改善，比如，在某些情況下，可以對材料進(jìn)行加熱處理后再進(jìn)行切削，這樣鱗刺現(xiàn)象也會減少產(chǎn)生。

3、劃傷和拉毛排除分析

劃傷和拉毛如果痕跡分布比較規(guī)律，一般是因為機床出現(xiàn)問題，機床中如主軸箱、溜板箱、進(jìn)給箱等傳統(tǒng)系統(tǒng)中軸彎曲、齒輪齒合不良或者損壞，都會出現(xiàn)規(guī)律的劃傷和拉毛現(xiàn)象，所以要定時檢查機床，經(jīng)常進(jìn)行維修保養(yǎng)。

如果劃傷和拉毛的痕跡分布不規(guī)律，那么可能與切屑、刀具、切削液有關(guān)系。比如在深孔加工過程中，排屑不暢就會造成內(nèi)表面劃傷。工件表面拉毛，一般是在磨削過程中由于磨粒、磨屑脫落導(dǎo)致的，也可能是砂輪不合適、切削液不清潔，所以要選擇合適的砂輪和清潔的切削液。

4、刀花不勻排除分析

刀花不勻的原因有多種，但常見的例如在磨削外圓時，零件的表面會出現(xiàn)螺旋線性痕跡。這是由于砂輪母線的直線度誤差較大所導(dǎo)致的，這就要求我們在砂輪選擇和維護保養(yǎng)上規(guī)律地做好工作。另外，例如機床工作臺或者刀架出現(xiàn)爬行，也會引起走刀不均勻，所以對于機床的檢修、維護一定要做到位，以大程度地做到預(yù)防和避免。

5、高頻振紋排除分析
消除高頻振紋的主要方法是找出振源，消除振動，或把振動減至允許的范圍內(nèi)。

例如：由于零件旋轉(zhuǎn)不平衡引起的振動，機床傳動系統(tǒng)引起的振動等等，都是屬于受迫振動，可以通過找出振源，調(diào)整并修理好機床，大體就可以排除振動影響，同時振紋也會隨之消失。而如果是切削自振，這種運動是存在于整個切削過程中的，這就要對機床、刀具、工件整個工藝系統(tǒng)一起進(jìn)行調(diào)整，比如改變切削用量、合理選擇刀具的幾何參數(shù)、合理夾持刀具和工件、調(diào)整機床間隙、提高機床的抗振性等。

通過對車床加工中常見粗糙度缺陷的研究及分析，找出切削中影響表面粗糙度的因素，并找出相應(yīng)的措施和排除方法，一方面可在加工前防患于未然，另一方面在出現(xiàn)問題時能及時準(zhǔn)確地找到問題原因，及時予以解決，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)互換性生產(chǎn)有著現(xiàn)實的意義。
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