精密干式硬态车削淬硬工具钢时表面粗糙度的参数优化

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数控机床加工高硬度材料的切削参数选择与优化

数控机床加工高硬度材料的切削参数选择与优化摘要：数控机床已成为现代制造业中不可或缺的关键设备，但在加工高硬度材料时面临挑战。

本文探讨了数控机床加工高硬度材料的切削参数选择与优化策略，包括切削速度、进给速度、切削深度以及切削润滑方式等因素，以帮助制造商提高加工效率和质量。

1. 引言高硬度材料在现代制造业中广泛应用，如航空航天、汽车及工具制造等领域。

数控机床作为一种高精度、高效率的加工设备，可以满足高硬度材料的加工需求。

然而，高硬度材料的加工过程中存在一些问题，例如材料磨损严重、加工难度大等。

因此，对数控机床进行切削参数选择与优化对于提高加工效率和质量至关重要。

2. 切削参数的选择2.1 切削速度切削速度是数控机床加工过程中一个关键的切削参数。

对于高硬度材料来说，切削速度的选择十分重要。

过高的切削速度可能导致刀具过早磨损，而过低的切削速度则会影响加工效率。

因此，在选择切削速度时需要考虑材料的硬度、刀具材料和切削方式等因素。

一般来说，可以通过试切实验找到合适的切削速度范围，然后进行细化调整以达到最佳效果。

2.2 进给速度进给速度也是一个重要的切削参数，它决定了每个刀具每分钟切削的长度。

在加工高硬度材料时，进给速度的选择应该权衡加工效率和刀具磨损。

过高的进给速度可能导致刀具过早磨损或断刀，而过低的进给速度则会降低加工效率。

因此，合理选择进给速度对于提高加工效率和延长刀具寿命十分重要。

2.3 切削深度切削深度是指每次切削时刀具进入工件的深度。

在加工高硬度材料时，切削深度的选择应该考虑刀具的强度和工件的刚度。

过大的切削深度可能导致刀具断裂，过小的切削深度则会降低加工效率。

因此，需要在试切实验中确定合适的切削深度范围，并根据加工实际情况进行调整。

2.4 切削润滑方式切削润滑方式对于高硬度材料的加工效果和刀具寿命具有重要影响。

常见的切削润滑方式包括乳化液和干切两种。

乳化液切削具有降温、减少摩擦和排屑的作用，适用于切削硬度较低的材料。

CBN刀片硬车削GCr15轴承钢表面粗糙度的切削参数优化

CBN刀片硬车削GCr15轴承钢表面粗糙度的切削参数优化与圆柱磨削工艺相比，硬车削已发展成为一种加工硬化零件的经济方法。

通过硬车削工艺获得的表面粗糙度，尺寸和几何精度与通过磨削工艺获得的相似。

立方氮化硼（CBN）通常在硬车削中用作切削工具。

轴承衬套是使用硬度为60HRC的非常坚硬的材料制造的，这需要非常高的表面光洁度和精度。

表面粗糙度在轴承应用中起着至关重要的作用，硬车削可用于实现所需的高表面光洁度并保持紧密的公差和精度。

本文使用硬车床并选用CBN刀具在干燥条件下对淬硬的GCr15钢进行实验，以研究切削参数对表面粗糙度的影响，并通过田口矩阵方法获得了使表面粗糙度最小的最佳切削参数分析。

在最佳条件下获得的最小表面粗糙度为0.1492 mm，与磨削轴承衬套进行比较，发现硬车削轴承衬套的表面粗糙度要比磨削轴承衬套更好。

标签：硬车削;轴承衬套;切削参数;表面粗糙度使用CBN刀片可以轻松地完成硬度高达60-62HRC的工件材料的车削，并且在某些特定应用中，比磨削可以获得更好的表面光洁度。

硬车削在某些应用中被认为是替代选择，因为通过硬车削完成零件的生产步骤更少，并且能够去除材料至指定的公差，获得所需的表面光洁度。

CBN的硬度仅次于金刚石，是陶瓷的两倍，耐磨性几乎与金刚石相同，因为它比陶瓷好2至5倍，比碳化物好5至10倍。

因此，CBN可用于淬硬钢，各种钴、镍和铁基硬质合金的机械加工和精加工。

在硬车削中，大多数工件都可以轻松地加工完成，这是硬车削的主要优势之一。

切削参数取决于许多变量，例如材料类型，硬度，公差，表面光洁度要求和切削刀具几何形状。

在大多数情况下，取决于上述参数，可能有必要进行试验测试以找出给定应用的最佳条件。

田口法是找出改善表面质量的最佳参数的最佳方法。

实验中使用三个切削参数，分别是切削速度，进给量和三个切削深度。

通过使用田口矩阵方法选定切削条件实验，以获得最佳切削参数，实现轴承衬套组件上的最小表面粗糙度。

干式硬态车削淬硬工具钢Cr12MoV表面粗糙度试验与预测模型

ｈｒｅｅｏｌｔｅｌＭｏａｔｒｄｙｈｒｕｎｎａｄｎｄｔｏｅｌｓＣｒ２Ｖｆｅｒａｄｔｒｉｇ
ＴＡＮＧｎｈ－Ｌｉ— ｕ，，ＨＵＡＮＧｉｎｌｎＪａ — ｇ，ＧＡＯｈｎ－ｉｏＣｅｇｘｕ，ＬＵＯｅ —ｕＷｎｃｉ
摘要：用ＰＢ使ＣＮ刀具对不同淬硬状态工具钢ｃｌＭ０ｒ２Ｖ进行精密干式硬态车削试验，运用正交实验法分析切削速度、试件硬度、刀具前角、削深度４个因素问的交互作用，到最优车削条件．切得利用多元回归法，助应用数学借软件技术，建立表面粗糙度的线性模型与指数模型，并对这２种模型进行比较．试验表明：影响表面粗糙度最
ＬｒｈｕＰｌｔｃｎｃｌｏｌｅａｏ７０５，Ｃｉａａ￣ｏｏｙｅｈｉｉｇ，Ｌ￣ｈｕａＣｅ３００ｈｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＡｎｅｐｒｍｅｔｏｃｕａｅｆｎｓｒａｄｔｒｉｇｏＯｌｔｅｌＭｏｗｉａｉｕａｄｎｘｅｉｎｎａｃｒｔｉｉｈｄｙｈｒｕｎｎｆｔＯｅｌｓＣｒ２Ｖｔｖｒｏｓｈｒｅ－ｈ
第３８卷第２期２１０２年４月
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ＪｕｎｌｆＬｎｈａａｚｏｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙｏ
Ａｐ．０２ｒ２１
文章编号：６３５９（０２０－０４０１７－１６２１）２０３－３

切削速度对精密干式车削淬硬工具钢切削力的影响

Ａｂｔａｔｈｆｅｃｓｏｅｃｔｎｐｅｓｏｅ３Ｄｃｍｐｎｎｓｏｕｔｇｆｒｅｒｎｌｚｄａｄｔｅｏｔｓｒｃ：Ｔｅｉｌｎｅｆｈｕｔｇｓｅｄｎｔ－ｏｏｅｔｆｃｔｎｃｓｗｅｅａａｙｅｎｐｉｎｕｔｉｈｉｏｈ —
整个车削试验过程在兰州理工大学数字制造技术与应用省部重点实验室进行。使用ＣＫ１０ｊ数控Ａ６５Ｄ
Ｇｎｉｒｅｅ” ｉｎｏｓｒｄｇＰｃｓｓ的主题报告中，详细对比了硬态切削和磨削工件表面性能。研究结果表明，硬态切削具有高效、低能耗、无污染以及加工表面损伤小的优点，
根据相关文献对干式切削Ｊ硬态切削的定、义。笔者将精密干式硬态车削（称精干硬车削，简即ＦＨ）ＤＴ淬硬钢定义为用单刃刀具在不使用切削液或最小量润滑技术来加工材料硬度在４ＨＣ以上的工５Ｒ件来获得较高表面精度的切削过程。近年来，型刀具材料（新比如：晶立方氮化硼，聚简称ＰＢ的出现有力推动了硬态切削的发展。德ＣＮ）
图１切削试验现场
其化学成分如表１所示。
表１工具钢ＣｌＭｏ的化学成份％ｒ２Ｖ
ＣＣｒＭｏＭｎＳｉＰＳＶｚ＼Ｒ襄霹匠…
７５
１５０
２２６
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精密干式硬态车削淬硬工具钢加工表面温度参数优化

（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｏｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｇｙａｎｇＧａｎｓｕ７４５０００，Ｃｈｉｎａ；
ｓｕｉｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｈａｓｃｌｅａｒｌｙｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｄｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｃｕｔｏｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｄｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｆａｒｃｅｉｓｔｈｅｓａｍｅａｓｔｈａｔｏｆｔｈｅｆｅｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｎｏｓｅｒａｄｉｕｓ
ｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅＰＣＢＮｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏ１．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｆｅｅｄ，ｄｅｐｔｈｏｆｃｕｔ，ｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｈａｒｄｅｎｅｄｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅ
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｆｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｓｕｎ７３００５０，Ｃｈｉｎａ；

以最优的切削参数来获得表面粗糙度和加工时间

以最优的切削参数来获得表面粗糙度和加工时间表面粗糙度和加工时间是切削过程中常见的两个指标。

为了获得最优的切削参数，我们可以通过控制切削速度、进给速度和切削深度等参数来优化加工过程。

首先，切削速度是指切削刀具在单位时间内切削工件的线速度。

一般来说，切削速度越高，切削效率越高，但也会增加刀具磨损和热变形的风险。

因此，在确定切削速度时，需要考虑工件材料的硬度和切削刀具的耐磨性。

根据经验公式，可以使用如下公式计算切削速度：切削速度（vc）= π × 刀具直径（d）×主轴转速（n）其次，进给速度是指切削刀具每分钟切削工件的距离。

较高的进给速度可以加快加工速度，但也会增加刀具受力和切削温度的风险。

因此，在确定进给速度时，需要根据工件材料和切削过程中产生的切屑情况进行实际测试和调整。

最后，切削深度是指每次切削过程中切削刀具进入工件的深度。

较大的切削深度可以减少加工时间，但也会增加切削力和切削温度。

因此，在确定切削深度时，需要根据切削力和切削温度的限制和刀具的耐用性进行调整。

综上所述，要获得最优的切削参数，可以根据上述指导原则进行调整。

首先，根据工件材料的硬度选择合适的切削速度。

其次，根据切削刀具的耐磨性和切削过程中产生的切屑情况确定合适的进给速度。

最后，根据切削力和切削温度的限制和刀具的耐用性确定合适的切削深度。

通过合理地调整这些切削参数，可以实现在保证表面粗糙度和加工时间的前提下，提高切削效率和加工质量。

这样将有助于提高生产效率和降低生产成本。

在切削加工中，表面粗糙度和加工时间是两个重要的指标。

表面粗糙度直接关系到工件的质量和外观，而加工时间则关系到生产效率和成本。

因此，为了获得最优的切削参数，我们需要综合考虑这两个指标。

首先，表面粗糙度是指工件表面的不规则度。

对于某些需求较高的工件，表面粗糙度越小越好，因为它直接影响到工件的质量和外观。

为了控制表面粗糙度，我们可以调整切削参数中的切削速度和切削深度。

硬车削淬硬轴承钢GCr15表面粗糙度的试验研究

ｒｏｕｇｈｃｓｎ￥ｎｏｔｉｃｅａｂｌｙ．Ａｔｔｈｅｓｏｌｎ￣ｔｉｅ，ｍ，ｅｅｄｒａｔｅｉｓｆｏｕｎｄｔｈｅｍｏｓｔｉｎｌｕｆｅｎｔｉａｌｐｒａａｍｅｅｒｔｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｎｏｓｅｒｄｉａｓｕｏｎ￥ｕ￣ｆｏ．ｃｅｒｏｕｇｈｅｓｎｓ．Ｔｅｈｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｎｉｆｃｏｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄｓｉｖｅｒｙｓｌｉｇｈｔ．
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｐｒｅｄｗｔｗｅｍｏｄｅｌｆｏｓｕ￣ａｃｅｒｏｕｈｎｇｅｓｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ￣ａｎｄｓｉｍｕｌｔａｉｏｓｎｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｎｏｓｅｒａｄｉｕｓａｎｄｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄｈｅｌｐｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅ￥ｕ￣ｆｏＥｅｒｏｕｇｈｅｓｎｓ，ｗｈｅｒｅａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｅｅｄｒａｔｅｄｅｅｔｒｉｏｒａｔｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＳｕｒｆａｃｅＲｏｕｇｈｎｅｓｓ；ＦｉｎｉｓｈｈａｒｄＴｕｒｎｉｎｇ；ＨａｒｄｅｎｅｄＳｔｅｅｌ；ＭｉｘｅｄＣｅｒａｍｉｃＩｎｓｅｒｔｓ

影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施

2. 优化切削参数，如切削速度、进给量和切削深度，以降低切削力和减少刀具磨损。
3. 采用适当的冷却方法，如切削液，以降低切削温度和减少热量对刀具的影响。
4. 定期检查和更换刀具，以确保刀具处于良好状态，从而保证加工表面质量。
工件材料对表面粗糙度的影响
04
硬度过低的工件材料在加工过程中容易产生塑性变形，使得工件表面粗糙度增加。
刀具磨损对表面粗糙度的影响
03
总结词
随着刀具磨损的增加，切削力通常会增大。这主要是因为刀具磨损导致切削刃变钝，切削刃与工件之间的摩擦增大，切削力也随之增大。
详细描述
在切削过程中，刀具的切削刃会逐渐磨损，导致切削刃变钝。钝的切削刃与工件表面的摩擦增大，使得切削力增加。这不仅会影响切削过程的稳定性，还可能导致切削热增加，进一步加剧刀具磨损。
影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施
汇报人：
2024-01-04
切削用量对表面粗糙度的影响刀具几何参数对表面粗糙度的影响刀具磨损对表面粗糙度的影响工件材料对表面粗糙度的影响切削液对表面粗糙度的影响改善加工表面粗糙度的措施
目录
切削用量对表面粗糙度的影响
01
01
02
在切削塑性材料时，适当降低切削速度可以有效减小表面粗糙度值。在切削脆性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响较小。
切削速度越高，切削力越大，切削温度越高，从而使得工件材料软化，容易产生塑性变形，导致表面粗糙度值增大。
进给量增大，切削厚度增加，切削力也相应增大，切削过程中工件材料的塑性变形增大，导致表面粗糙度值增大。
适当减小进给量，可以减小表面粗糙度值。但进给量过小会导致切削力过小，反而使得表面粗糙度值增大。因此，需要根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素选择合适的进给量。

CNC机床加工中的材料去除率与表面粗糙度优化

CNC机床加工中的材料去除率与表面粗糙度优化CNC（Computer Numerical Control）机床是一种先进的数控加工设备，对于各种材料的高效加工起着至关重要的作用。

在CNC机床加工过程中，材料去除率及表面粗糙度的优化是提高加工质量和效率的关键因素之一。

本文将讨论CNC机床加工中的材料去除率与表面粗糙度优化的方法和技术。

一、材料去除率的优化材料去除率是CNC机床加工中的重要指标之一，它与加工效率和加工质量密切相关。

提高材料去除率可以有效提高加工效率，并降低生产成本。

以下是一些优化材料去除率的方法：1. 切削参数的优化合理选择切削速度、进给速度和切削深度是优化材料去除率的关键。

切削速度过高可能导致刀具磨损过快，而切削速度过低则可能降低材料去除率。

进给速度和切削深度过大会增加切削力，降低刀具寿命。

因此，需要根据材料的硬度、刀具的材质和其他工艺要求，合理选择切削参数，以达到最佳材料去除率。

2. 刀具的选择与磨削选择合适的刀具材料、几何形状和刃口处理是提高材料去除率的重要措施。

对于不同材料的加工，应选择适合的刀具材料，如硬质合金、高速钢等。

此外，通过定期磨削刀具，可以提高刀具的切削性能和寿命，进一步优化材料去除率。

3. 切削润滑和冷却合理使用切削润滑和冷却剂对材料去除率的提高也起到关键作用。

切削润滑剂可以减少切削过程中的摩擦和热量，降低切削力并延长刀具寿命。

而冷却剂则可以在切削过程中有效冷却工件和刀具，避免过高的温度对加工质量的影响。

二、表面粗糙度的优化表面粗糙度是衡量加工精度和表面质量的重要指标。

CNC机床加工中，通过优化切削技术和工艺参数，可以有效降低表面粗糙度，提高加工质量。

以下是一些优化表面粗糙度的方法：1. 切削技术的改进采用合适的切削技术对表面粗糙度进行优化是一种有效的方法。

例如，采用小切削进给量和较小的刀具过切量，可以减小加工过程中的振动和切削力，从而提高表面质量和粗糙度。

2. 加工轨迹的优化合理设计和优化加工轨迹也可以有效降低表面粗糙度。

机械加工表面粗糙度的控制与改进

机械加工表面粗糙度的控制与改进在机械加工过程中，表面粗糙度是一个重要的参数。

合理控制和改进表面粗糙度有助于提高产品的品质和性能。

本文将从几个方面探讨机械加工表面粗糙度的控制与改进方法。

一、加工参数对表面粗糙度的影响首先，我们需要了解加工参数对表面粗糙度的影响。

加工中，包括切削速度、切削深度、进给速度等参数都会对表面粗糙度产生影响。

通常情况下，切削速度越高，表面粗糙度越大；切削深度越大，表面粗糙度也越大；进给速度的增加会加剧切削力，造成加工表面的齿状和肩余痕迹。

因此，通过调整这些参数，可以有效改善表面粗糙度。

二、刀具选择和磨削技术改进刀具的选择和磨削技术也是改善表面粗糙度的重要方面。

在加工中，选择合适的刀具种类和材料，可以有效减小切削力和切削热。

较小的切削力和热对于减少表面粗糙度起到积极作用。

此外，采用先进的磨削技术，例如超精密磨削和刀具修磨等方法，可以进一步改善加工表面的光洁度和平整度。

三、冷却润滑技术应用冷却润滑技术在控制和改进表面粗糙度方面也扮演重要角色。

在加工过程中，适当的冷却润滑剂可以降低切削热，减少热变形和表面粗糙度。

此外，冷却润滑剂还能起到润滑作用，减小切削力，提高加工质量。

因此，在实际生产中，合理选择和使用冷却润滑剂，是改善表面粗糙度的一种重要手段。

四、技术创新与设备更新随着科技的不断进步，技术创新和设备更新也为改善表面粗糙度提供了新的思路和方法。

例如，引入数控技术和自动化系统，可以实现更加精密和准确的加工操作。

这些新技术的应用可以减小人为因素对加工表面粗糙度的影响，提高加工的一致性和稳定性。

同时，新型加工设备的更新也能够提供更高效和精度更高的加工能力，进而改善表面粗糙度。

五、质量管理和人员培训在机械加工表面粗糙度的控制与改进中，质量管理和人员培训也是不可忽视的因素。

建立科学的质量管理体系，加强对加工过程的监控和控制，对于减小表面粗糙度的变异性非常重要。

此外，对操作人员加强培训和技术指导，提高他们的工艺水平和加工技能，也能有效改善表面粗糙度。

机械加工中的表面粗糙度优化设计方法研究

机械加工中的表面粗糙度优化设计方法研究引言：机械加工中的表面粗糙度是一个关键参数，直接影响着产品质量和性能。

因此，研究如何优化设计表面粗糙度的方法具有重要意义。

本文将探讨机械加工中的表面粗糙度优化设计方法，旨在提高产品的质量和性能。

一、影响表面粗糙度的因素在机械加工过程中，有许多因素影响着表面粗糙度。

其中包括物料的性质、切削力、切削速度、切削深度、切削方向、切削工具的材料等。

二、表面粗糙度评价方法为了研究表面的粗糙度，并对其进行优化设计，需要使用一些合适的评价方法。

常用的评价方法有：Ra、Rz、Rq、Rp等。

这些方法通过测量表面的高低起伏来描述表面粗糙度。

三、优化设计方法1. 切削参数的优化设计切削参数是影响表面粗糙度的重要因素之一。

通过优化切削速度、切削深度和切削方向等参数，可以减少表面的粗糙度。

研究者发现，在保证加工质量的前提下，适当提高切削速度和减小切削深度可以有效地降低表面粗糙度。

2. 使用合适的切削工具切削工具的选择对表面粗糙度也有很大的影响。

合适的切削工具能够提高切削的效率，并且可以减小表面的粗糙度。

在选择切削工具时，应考虑工具的材料、刀片的形状和锋利度等因素。

3. 表面处理技术的应用在机械加工中，适当地运用表面处理技术可以改善表面的粗糙度。

例如，使用化学抛光、电镀、喷砂等方法可以显著降低表面粗糙度，并提高光滑度。

同时，结合表面处理技术和切削参数的优化设计，可以进一步改善表面的质量。

4. 运用数学模型进行优化设计数学模型是研究表面粗糙度优化设计的重要工具。

通过建立数学模型，可以预测表面粗糙度，并进行优化设计。

常用的数学模型有灰色模型、神经网络模型、遗传算法模型等。

利用这些模型，可以为优化设计提供科学的依据。

结论：机械加工中的表面粗糙度优化设计对于提高产品的质量和性能具有重要意义。

本文从影响表面粗糙度的因素、表面粗糙度评价方法、优化设计方法等方面进行了探讨。

通过优化切削参数、选用合适的切削工具、应用表面处理技术以及运用数学模型进行优化设计等手段，可以有效地提高表面的粗糙度，提升产品质量和性能。

机械零件的表面粗糙度优化

机械零件的表面粗糙度优化在机械制造领域，表面粗糙度是一个重要的参数，直接影响着零件的性能和品质。

因此，优化机械零件的表面粗糙度是提高产品质量的关键。

一、表面粗糙度的影响机械零件的表面粗糙度对其功能和寿命有着重要的影响。

首先，表面粗糙度影响着零件的摩擦系数和表面接触面积。

当表面粗糙度过大时，摩擦系数增大，会导致零件在工作过程中产生过多的磨损，并且会增加能量损失。

其次，表面粗糙度还会影响零件的润滑性能。

光滑表面的零件能够减少油膜的破裂，保证油膜的完整性，从而提高零件的寿命。

最后，表面粗糙度还会影响零件的密封性能。

过大的表面粗糙度会使得密封面接触不紧密，导致泄漏问题。

二、实施表面粗糙度优化的方法1. 加工工艺优化在机械加工过程中，选择合适的切削工艺参数和刀具，是实施表面粗糙度优化的重要方法之一。

例如，选择适当的切削刃数、进给量和转速，能够有效降低表面粗糙度。

同时，选择高质量的刀具，能够减少切削力和切削震动，提高加工质量。

2. 加工介质的选择在机械加工过程中，加工介质的选择也对表面粗糙度有一定的影响。

例如，在铣削和磨削等加工过程中，通过加工液的冷却、润滑和冲洗作用，可以有效降低加工过程中的摩擦和热量，提高表面加工质量。

3. 表面处理技术的应用表面处理技术是实施表面粗糙度优化的重要手段之一。

例如，通过机械划痕、研磨和抛光等技术，可以有效减小零件表面的粗糙度。

此外，还可以采用化学处理、电解抛光和电镀等方法，提高零件表面的光洁度。

4. 材料选择与热处理材料的选择和热处理也对机械零件的表面粗糙度有重要影响。

选择粒度均匀、结构稳定的材料，可以降低零件表面的粗糙度。

此外，通过热处理，也能够改善材料的表面性能，减小零件的尺寸变化和表面缺陷，提高表面光洁度。

三、表面粗糙度优化的效果评估表面粗糙度优化的效果评估是确保优化有效性的重要环节。

常用的评估方法有：测量法、观察法和试验法等。

其中，测量法是最直接、最常用的方法，通过表面粗糙度仪和光学显微镜等设备，测量和观察零件表面的粗糙度情况。

机械加工中的切削力和表面粗糙度优化控制

机械加工中的切削力和表面粗糙度优化控制在机械加工过程中，切削力和表面粗糙度是两个重要的参数，它们直接影响着工件的质量和加工效率。

因此，优化控制切削力和表面粗糙度的方法成为了研究的热点之一。

本文将探讨机械加工中的切削力和表面粗糙度优化控制的一些方法和策略。

一、切削力优化控制在机械加工中，切削力是指刀具对工件施加的力。

切削力直接影响刀具的磨损和加工精度。

因此，优化控制切削力可以提高工件的加工质量和延长刀具的使用寿命。

1. 刀具材料的选择刀具材料的硬度和耐磨性是影响切削力的重要因素。

选择硬度高、耐磨性好的刀具材料可以降低切削力，并提高加工效率。

2. 切削参数的优化切削参数是指切削速度、进给速度和切削深度等参数。

通过对切削参数的优化，可以有效降低切削力。

例如，增加切削速度和减小切削深度可以有效降低切削力，同时提高加工效率。

3. 切削液的选择和使用切削液在机械加工过程中起到冷却、润滑和排屑的作用。

选择合适的切削液，并正确使用，可以降低切削力，提高切削效率。

二、表面粗糙度优化控制表面粗糙度是指工件表面的不平整程度。

在机械加工中，表面粗糙度直接影响工件的摩擦、密封、润滑等性能。

因此，控制表面粗糙度是提高工件质量的关键。

1. 加工工艺的优化加工工艺是影响表面粗糙度的重要因素。

通过优化加工工艺，可以有效控制表面粗糙度。

例如，选择合适的刀具和切削参数，加工出更平整的表面。

2. 刀具磨损的监测和控制刀具磨损也是影响表面粗糙度的关键因素。

及时监测和控制刀具的磨损，可以保持刀具的锋利度，减少切削力，从而降低表面粗糙度。

3. 表面处理技术的应用表面处理技术是改善表面粗糙度的有效方法之一。

例如，通过喷砂、打磨等表面处理技术，可以提高工件表面的光洁度，降低表面粗糙度。

总之，优化控制切削力和表面粗糙度是提高机械加工质量和效率的重要手段。

通过选择合适的刀具材料、优化切削参数，使用切削液和表面处理技术等方法，可以降低切削力和表面粗糙度，提高机械加工的质量和效率。

硬态车削H13 钢切削力与表面粗糙度试验研究

硬态车削H13 钢切削力与表面粗糙度试验研究谢鸿基;王明红【摘要】为了探究H13钢硬态车削过程中的切削力与工件表面粗糙度,课题组采用单因素试验和多因素正交试验法设计车削试验.通过极差分析法对试验结果进行分析,研究不同切削速度、进给量和背吃刀量对切削过程中切削力以及工件表面粗糙度的影响,并比较切削力与表面粗糙度的变化规律.结果表明:影响切削力的显著性参数为背吃刀量＞进给量＞切削速度;影响工件表面粗糙度的显著性参数为进给量＞切削速度＞背吃刀量.通过单因素试验分析可知,切削力与表面粗糙度变化有一定的相关性,表面粗糙度的变化趋势和切削力一致.【期刊名称】《轻工机械》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】4页(P29-32)【关键词】H13钢;硬态车削;正交试验;切削力;表面粗糙度【作者】谢鸿基;王明红【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海201620;上海工程技术大学机械工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TG506.1H13钢属于热作模具钢，具有良好的强化性能、热疲劳性能及综合力学性能，广泛应用于各种对硬度和耐磨度要求较高的基础零件中[1]。

从切削加工性能角度看，H13钢具有切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等特点，属于难加工材料的一种[2]。

硬态车削是对高硬度(HRC42～65)金属材料的车削加工作为半精加工或精加工的绿色制造工艺方法[3-5]。

与传统车削相比，硬态车削极大地提高了材料的去除率；由于在硬态车削过程中大部分热量被切屑带走，使得工件表面具有优良的加工表面质量[6-7]。

课题组以H13钢为实验对象，分析硬态车削过程中切削速度、进给量和背吃刀量对切削力及表面粗糙度的影响，并对切削力与表面粗糙度的关系加以探究。

1 车削试验1.1 试验设备车削试验在GSK980db型数控车床上进行，如图1所示。

利用JB-6C表面粗糙度轮廓仪测量表面粗糙度，如图2所示。

图1 数控车削试验Figure 1 CNC turning test图2 表面粗糙度轮廓仪Figure 2 Surface roughness profiler1.2 工件材料试件材料为H13钢，具体化学成分如表1所示。

对工具钢的热处理工艺优化设计分析

对工具钢的热处理工艺优化设计分析摘要：工具钢合金化目的是改变碳化物类型、提高淬透性、提高回火稳定性等，热处理工艺设计应尽可能地降低淬火应力、减小变形开裂及倾向和稳定内部组织。

大尺寸工件整个热处理过程着重点就是针对降低变形开裂而采取的一系列措施。

在工艺措施上，对于一般工件可经常采用预热、预冷，淬火常用等温、分级、双液淬火等方法，并需要及时回火。

对于工具钢的合金化和热处理工艺设计，宜着眼于耐磨性与韧性的性能指标来优化。

关键词：工具钢；热处理工艺；优化设计1.工具钢的种类和性能要求1.1工具钢的种类在工程上工具钢的分类有两种形式，一种是按成分可分为：碳素工具钢和合金工具钢；一种是按用途可分为：刃具钢、模具钢和量具钢。

此外，还可按所用淬火冷却介质分为：水淬钢、油淬钢和空硬钢三类。

工具钢分类方法很多，其中按用途分类是常用的。

1.2工作条件和性能要求1.2.1低合金刃具钢对于某些低速且走刀量较小的机用工具，以及要求不太高的刃具，如丝锥、板牙等刃具可用碳素工具钢T7、T8、T10、T12来制作。

碳素工具钢价格低廉，加工性能好，但其淬透性差，回火稳定性和红硬性不高，不能用作对性能要求较高的刀具。

为了克服碳素工具钢的不足之处，在其基础上加（3%～5%）Me的合金元素就形成了低合金刃具钢。

1.2.2高速工具钢高速工具钢经过科学的热处理后具有较高的热硬性和耐磨性，同时还具有较好的淬透性。

高速钢碳回火稳定性也较好，常用于制造各种切削刀具.也用于制作一些重载冷作模具和结构件等。

1.2.3模具钢模具钢分为冷作和热作模具钢两种。

冷作模具钢要求具有高的硬度和耐磨性，足够的强度及韧性，形状复杂和淬火后不再进行加工的工具，要求淬火变形小。

热作模具的种类很多，一类是热变形模具，另一类是压铸模具，故对其制作材料性能要求较高。

1.2.4量具钢用于制造卡尺、千分尺、样板、塞规、块规、螺旋测微仪等各种测量工具的钢被称为量具钢。

量具在使用过程中始终与被测零件紧密接触并作相对移动，主要承受磨损破坏。

影响不锈钢加工表面粗糙度的因素及改善措施

影响加工表面粗糙度的因素及改善措施一、切削加工中影响表面粗糙度的因素机械加工中，形成表面粗糙度的主要原因可归纳为三个方面：一是刀刃和工件相对运动轨迹所形成的残留面积——几何因素；二是加工过程中在工件表面产生的塑性变形、积屑瘤、鳞刺和振动等物理因素；三是与加工工艺相关的工艺因素。

1.几何因素在理想切削条件下，由于切削刃的形状和进给量的影响，在加工表面上遗留下来的切削层残留面积就形成了理论表面粗糙度。

由图5— 3中的关系可得：刀尖圆弧半径为零时，刀尖圆弧半径为rε时，由上式可见，进给量f、刀具主偏角Кr、副偏角Кr'越大、刀尖圆弧半径rε越小，则切削层残留面积就越大，表面就越粗糙。

以上两式是理论计算结果，称为理论粗糙度。

切削加工后表面的实际粗糙度与理论粗糙度有较大的差别，这是由于存在着与被加工材料的性能及与切削机理有关的物理因素的缘故。

2.物理因素切削过程中由于刀具的刃口圆角及后刀面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，从而使理论残留面积挤歪或沟纹加深，促使表面粗糙度恶化。

在加工塑性材料而形成带切屑时，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，是刀具的几何角度、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不断变化的刀痕，有些积屑瘤嵌入工件表面，增加了表面粗糙度。

切削加工时的振动，使工件表面粗糙度值增大，有关切削加工时振动的内容将在本章第四节加以说明。

3.工艺因素与表面粗糙度有关的工艺因素有：切削用量、工件材质及与切削刀具有关的因素。

二、降低表面粗糙度值的工艺措施由于表面粗糙度的成因与切削刀具之间的特殊关系，现就切削加工和磨削加工分别叙述降低表面粗糙度值的工艺措施。

1．选择合理的切削用量（1）切削速度切削速度对表面粗糙度的影响比较复杂，一般情况下在低速或高速切削时，不会产生积屑瘤，故加工后表面粗糙度值较小。

在切削速度为20～50m/min加工塑性材料（如低碳钢、铝合金等）时，常容易出现积屑瘤和鳞刺，再加上切屑分离时的挤压变形和撕裂作用，使表面粗糙度更加恶化。

硬车刀片的选择，优秀的工艺工程师必须会选，并合理给加工参数

硬车刀片的选择，优秀的工艺工程师必须会选，并合理给加工参数硬车刀具的选择在实际生产过程中，很多工件在淬火后都会发生变形，由于大型零部件，变形量更大，因此淬火后的钢件还需进行硬车，保证零部件的表面质量。

但经过淬火后的钢件硬度一般在HRC50以上，传统刀具很难加工，材质是硬车的关键。

一、硬车的特点：淬火后的钢件有很高的硬度，而且零部件对表面粗糙度和精度要求较高，给硬车工序造成很大困难，但长期加工实践认识到在加工淬火后的钢件时主要有以下特征。

1、切削抗力大，刀尖易崩刃据有些资料介绍，当45#淬火硬度达到HRC44时，单位切削力达270公斤/平方毫米，比一般钢的单位切削力提高35%以上，淬火件在车加工时，切削力将明显提高。

这是造成刀尖崩刃的主要原因。

2、切削温度高由于工件硬度高，切削抗力大，加之导热系数低，易产生很高的切削温度，这是造成刀具磨损快使用寿命低的重要原因。

3、淬火后钢件在硬车后可轻松获得较高的表面加工质量淬火钢在硬度、强度提高的同时，塑性则明显地下降。

因而在切削过程中加工表面不易产生高出基准的毛刺，也不易产生低于基准平面的拉痕，也就是说不易产生高低不平度，因而其表面单位凸和凹的平方和的平方根降低了，可获得较高的表面质量二、硬车刀具材质选择：合理选择刀具材料，是切削加工淬火钢的重要条件。

根据淬火钢的切削特点，刀具材料不仅要有高的硬度、耐磨性、耐热性，而且要有一定的强度和导热性。

PCBN刀片：它的硬度为HV8000～9000，复合抗弯强度为900～1300MPa，导热性比较高，耐热性为1400℃～1500℃，是目前加工淬火后钢件的理想刀具CBN含量高，晶粒度大的做粗硬车，此种PCBN刀具耐冲击，适合断续加工。

CBN含量低，晶粒度小的做精硬车，此种PCBN刀具不耐冲击，适合连续加工。

三、淬火后钢件精加工的切削参数选择：在选择切削用量三要素时，首先考虑选择切削速度，其次是切削深度，再其次是进给量。

1、切削速度：一般淬火后的钢件温度在达到400℃左右时，其硬度开始下降，所以在精加工淬火后钢件时，应充分利用这一特性，切削速度不宜选择太低或太高，以保持刀具有一定的耐用度。

以最优的切削参数来获得表面粗糙度和加工时间

以最优的切削参数来获得表面粗糙度和加工时间最优的切削参数是指在保证表面粗糙度要求的前提下，最大限度地减少加工时间。

在机械加工过程中，切削参数是指切削速度、进给量和切削深度。

下面将分别介绍如何确定这些参数来获得最优的切削效果。

首先，切削速度是指刀具在切削过程中相对于工件表面的移动速度，也是决定切削热的重要因素。

切削速度过高会导致切削工具过早磨损，表面粗糙度变差；切削速度过低则会加长加工时间。

因此，需要通过试验和经验来确定最佳的切削速度。

可以根据刀具和工件的具体情况，选择一个初始切削速度，然后通过试切和测量的方法逐渐调整切削速度，找到一个既满足表面粗糙度要求又能最小化加工时间的切削速度。

其次，进给量是指切削刀具在单位时间内沿工件轴向前进的距离。

进给量的大小直接影响加工效率和表面质量。

一般来说，增加进给量可以减少加工时间，但同时也会增加切削力和切削温度，从而影响表面粗糙度。

因此，需要在保证表面粗糙度要求的前提下，尽量选择较大的进给量来提高加工效率。

具体的优化方法类似于切削速度的调整，通过试切和测量来逐渐调整进给量，找到一个最优的值。

最后，切削深度是指切削刀具在每次刀具接触工件时，与工件表面的最大间隙。

切削深度的大小对加工时间和表面粗糙度都有一定影响。

一般来说，增加切削深度可以减少加工时间，但同时也会增加切削力和切削温度，从而影响表面质量。

因此，需要在保证表面粗糙度要求的前提下，尽量选择较大的切削深度来提高加工效率。

同样地，通过试切和测量来逐渐调整切削深度，找到一个最优的值。

综上所述，确定最优的切削参数需要通过试切和测量的方法进行调整。

在这个过程中，需要不断尝试不同的切削速度、进给量和切削深度，同时根据实际情况来调整这些参数，以获得既满足表面粗糙度要求又最小化加工时间的最优切削参数。

这需要工程师具备一定的经验和实践能力，同时借助现代的数控设备和专业的软件工具，来辅助确定最优的切削参数。

在机械加工中，获得最优的切削参数是关键，因为它既能满足对表面粗糙度的要求，又能尽可能地缩短加工时间，提高工作效率。