运用正交试验方法研究切削条件对表面粗糙度的影响

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正交试验法研究影响铣磨球面表面粗糙度的因素

（１．ＣＩＭＳＡｐｐｌｉｅｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ；２．ＹｕｎｎａｎＫＩＲＯ— ＣＨＰｈｏｔｏｎｉｅｓＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０２１７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ — ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｉｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｌｅｎｓｉｓｔｈｅｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅａｎｄｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｐｏｌｉｓｈｉｎｇｏｆｌｅｎｓ．Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆ — ｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｌｅｎｓｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅＧｒｉｎｄｉｎｇｔｅｓｔｓｏｆｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌｓｉｌｉｃｏｎｌｅｎｓｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎＯｐｔｏＴｅｅｈＳＭ５０ＣＮＣ— ＴＣ．Ｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｓｐｈｅｒｉｃａｌｓｉｌｉｃｏｎｌｅｎｓｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｖｉａｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｏｕｔａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｇｒｉｎｄｉｎｇｍａｔｃ —

基于正交试验的铣削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响研究

Ｖｏ１．２６，Ｎｏ．２
Ｍａｒ．．２０１３
文章编号：１００２ — ６６７３（２０１３）０２ — １３３－０３
基于正交试验的铣削参数和刀具磨损对表面粗糙度的影响研究
朱红波，王迪，王笑
（１．克拉玛依职业技术学院，新疆独山子８３３６００；２．新疆机电职业技术学院，新疆乌鲁木齐８３００１１）
摘
要：切削加工表面粗糙度对零件的使用性能有重要影响，而加工过程中的工艺条件又是影响表面粗糙度
的主要因素。利用正交试验方法安排铣削试验，通过方差分析等方法进一步分析切削参数和刀具磨
损对表面粗糙度的影响规律．确定影响表面粗糙度的主要因素，为合理选择切削加工工艺务件提供
ｏｆｔｈｅｃｕｔｉｎｔｇｐａｒａｍｅｔｅｓｒａｎｄｔｏｏｌｗｅｒａｏｎｓｕｒｆａｃｅｒｏｕ【ｇｈｎｅｓｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖａｒｉａｎｃｅ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｕｆａｒｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓ，ｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｉｔｃｌａｂｓｉａｓｆｏｒｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｈｏｉｃｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｒｔｈｏｇｏｎｌａｔｅｓｔ；ｃｕｔｉｔｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｔｏｏｌｗｅｒ；ｓａｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ；ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖａｒｉａｎｃｅ

切削参数对Q235表面粗糙度影响试验研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＲｅａｓｏｎａｂｌｅｃｈｏｗｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎＳＵｌｆＯＣｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｍｐａｃｔ，ｉｔｓｔｕｄｉｅｓｃａｒｂｉｄｅｌａｆｔｂｏｔｔｏｍｔｏｏｌｎｄａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｓｔｅｅｌｂａｌｌｋｎｆｉｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｄｏｆｉｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇｐｒａａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｔｈｅｓｌｉｔｆｃｅａｒｏｕｇｈｒ￣ｓ￥
（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＬｉａｏｎｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＪｉｎｚｈｏｕ１２１００１，Ｃｈｉｎａ）
化曲线对Ｑ２３５Ａ型材料的实际加工具有很好的指导作用。关键词：切削参数；表面粗糙度；Ｑ２３５Ａ；加工工艺
中图分类号：ＴＨ１６；ＴＧ８４文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）１０ — ０１４２ — ０３

金属切削中的切削参数对加工表面粗糙度的影响因素分析

金属切削中的切削参数对加工表面粗糙度的影响因素分析金属切削是一种常见的加工方法，其表面粗糙度直接影响着工件的质量和性能。

而切削参数是控制金属切削加工过程中的重要因素之一。

本文将分析不同切削参数对加工表面粗糙度的影响因素。

切削速度是切削过程中最直接影响加工表面粗糙度的参数之一。

一方面，较高的切削速度可以有效减小切削力，防止刀具磨损过快，从而减少加工表面的毛刺和热裂纹等缺陷。

另一方面，切削速度过高也会增加切削温度，容易导致材料软化和工件表面烧伤。

因此，在实际应用中需要根据具体材料和切削条件进行合理的选择。

切削深度是指每次切削过程中微小切削层的厚度。

切削深度的增加会增加金属切削过程中的切削力和切削温度。

当切削深度过大时，刀具容易磨损，加工表面粗糙度也会相应增加。

因此，在切削深度的选择上，需要综合考虑材料的性质、刀具的工作特点以及加工表面的粗糙度要求。

进给量是指刀具在单位时间内沿工件表面移动的距离。

较大的进给量会导致切削力的增大，从而增加加工表面的粗糙度。

因此，在控制加工表面粗糙度时，需要选择适当的进给量，以确保加工质量和生产效率的平衡。

刀具的选择对加工表面粗糙度也有重要影响。

刀具的几何形状、材料和涂层等因素会直接影响加工表面的质量和粗糙度。

例如，具有较小刀尖半径的刀具可以得到较好的加工表面质量，但刀具寿命会相应减少。

相反，较大刀尖半径的刀具可以提高刀具寿命，但加工表面的粗糙度会相应增加。

因此，在选择刀具时，需要根据具体的加工要求进行合理搭配。

除了以上切削参数外，材料的性质也会对加工表面粗糙度产生影响。

不同的材料对切削力、切削温度等参数的响应不同，因此加工表面的粗糙度也会有差异。

例如，硬材料通常需要较高的切削速度和切削深度，以获得更好的加工表面质量。

此外，切削液的使用也可以改善加工表面粗糙度。

切削液能够冷却切削区域，降低切削温度，减少切削力，从而有助于提高加工表面的质量。

同时，切削液还能起到润滑和清洁的作用，延长工具的使用寿命。

切削参数对球墨铸铁件表面粗糙度影响的研究

转速和进给量不变的情况下，切深对粗糙度的影响如表５所示。由表５可以看出，铣削过程中，在转速和进给量一定的条件下，基本上是工件表面粗糙度
各铣削参数对表面粗糙度有影响；表面粗糙度随着铣削速度的增加而减小；表面粗糙度随着进给
的提高而减小。
表４转速与粗糙度的关系
３结论
对材料为ＱＴ５００—７的试件进行正交试验，用相同材料的进排气管进行了试验验证，得到的结论２．２切深的影响
是：
设定转速为９０ｒ／ｍｉｎ、进给量为０．４ｍｍ／ｒ，在
中插１４、株洲天力锻业有限责任公司
中插１５、株洲天力锻业有限责任公司中插１６、株洲时代新材料科技股份有限公司中插１７、山西华豹涂料有限公司中插１８、北京奥祥通风设备有限公司后插１９、《机车车辆工艺》第三届理事会后插２０、《机车车辆工艺》第三届理事会后插２１、《机车车辆工艺》第三届理事会后插２２、中国北车集团大连机车车辆有限公司后插２３、泰尔重工股份有限公司后插２４、江苏金陵特种涂料有限公司后插２５、长春轨道客车装备有限责任公司后插２６、金鹰重型工程机械有限公司后插２７、中国北车集团大同电力机车有限责任公司后插２８、中国南车集团投资管理公司封三、莱茵技术（上海）有限公司封四、瑞迪世纪（北京）探伤设备有限公司

切削工艺参数对铣削表面粗糙度的影响及优化

切削工艺参数对铣削表面粗糙度的影响及优化概述：在金属加工中，铣削是一种常见的切削加工方法，用于加工各种复杂形状的零件。

铣削表面粗糙度是衡量加工质量的重要指标之一，对于提高零件的功能性和耐久性至关重要。

本文将探讨切削工艺参数对铣削表面粗糙度的影响，并提出优化方案。

1. 切削工艺参数对表面粗糙度的影响1.1 切削速度切削速度是指铣刀在单位时间内切削材料的线速度。

增加切削速度可以提高金属材料的切削效率，但过高的切削速度会导致刀具磨损加剧，形成较大的切削力，从而使铣削表面粗糙度增加。

1.2 进给速度进给速度是指铣刀在切削过程中，每刀具齿与工件接触一次时向前移动的距离。

过大或过小的进给速度都会影响表面粗糙度。

过大的进给速度会导致切削过程中碎屑堆积，增加表面的毛刺，导致表面粗糙度增加。

而过小的进给速度则会造成过度切削，形成较大的切削力，同样会使表面粗糙度增加。

1.3 切削深度切削深度是指切削刀具与工件接触时切削部分的最大厚度。

增加切削深度可以提高加工效率，但过大的切削深度会导致切削力增加，刀具磨损严重，从而增加表面粗糙度。

2. 优化切削工艺参数的方法2.1 切削速度的优化通过实验方法确定最适合的切削速度，一般根据材料的硬度、韧性和机械特性来选择。

较硬材料可采用较高的切削速度，较软材料则应选择较低的切削速度。

同时，及时更换磨损严重的刀具也是保持切削速度的关键。

2.2 进给速度的优化进给速度的优化主要目标是控制金属屑的去向和形态，以减少毛刺和表面质量降低。

实践证明，选择适当的进给速度可以达到较好的切削效果。

一般而言，较硬材料可选择较大的进给速度，较软材料则应选择较小的进给速度。

2.3 切削深度的优化切削深度的优化是保证表面质量和加工效率的重要因素。

根据材料硬度、切削轴向力等参数来确定最佳切削深度。

一般而言，较硬材料可选择较浅的切削深度，较软材料则可以选择较大的切削深度。

3. 其他影响表面粗糙度的因素除了切削工艺参数之外，还有一些其他因素也会影响铣削表面的粗糙度。

切削速度与表面粗糙度关系

切削速度与表面粗糙度关系引言：在机械加工过程中，切削速度是一个重要的参数，它直接影响到加工表面的质量和粗糙度。

切削速度的选择对于提高加工效率、降低成本以及改善产品质量具有重要意义。

本文将探讨切削速度与表面粗糙度之间的关系，并分析其影响因素。

一、切削速度对表面粗糙度的影响切削速度是指在单位时间内切削刀具相对于工件的线速度。

切削速度的变化会直接影响到切削刀具与工件之间的摩擦情况，从而影响到加工表面的粗糙度。

一般来说，切削速度越高，加工表面的粗糙度越低；反之，切削速度越低，加工表面的粗糙度越高。

二、切削速度与切削力的关系切削速度的增加会使切削力增加，而切削力的大小直接影响到加工表面的质量。

当切削速度过高时，切削力增大，易导致切削刀具与工件之间的磨损加剧，从而影响到加工表面的粗糙度。

因此，在选择切削速度时，需要综合考虑切削力的大小，以确保加工表面的质量。

三、切削速度与切削温度的关系切削速度的增加会使切削温度升高，而切削温度的高低也会对加工表面的粗糙度产生影响。

当切削温度过高时，易导致工件表面产生热变形和热裂纹，从而影响到加工表面的质量。

因此，在选择切削速度时，需要兼顾切削温度的控制，以确保加工表面的粗糙度达到要求。

四、切削速度与切削液的关系切削液在机械加工中起着冷却、润滑和清洁的作用，对于控制切削温度、减小切削力以及改善加工表面的质量具有重要意义。

切削速度的增加会使切削液的使用效果降低，从而影响到加工表面的粗糙度。

因此，在选择切削速度时，需要根据具体情况合理选择切削液的类型和使用方式，以最大程度地提高加工表面的质量。

五、其他影响切削速度与表面粗糙度的因素除了切削速度外，还有一些其他因素也会对加工表面的粗糙度产生影响，如切削刀具的材料和几何形状、切削深度、进给量等。

这些因素与切削速度之间存在着复杂的相互关系，需要综合考虑，进行合理的调整，以达到最佳的加工效果。

结论：切削速度是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。

纯铁材料精密切削过程切削力及表面粗糙度研究

ＺＨＵＪｉｎｐｅｎｇ①ꎬ ＹＡＮＧＹｉｎｆｅｉ①ꎬ ＫＯＮＧＪｉｎｘｉｎｇ② ( ①ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓꎬ
Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６ꎬ ＣＨＮꎻ②ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓꎬ Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００ꎬ ＣＨＮ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬ ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｕｔｔｉｎｇｐｕｒｅｉｒｏｎｍａｔｅｒｉａｌｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ�� Ｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ�� Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉ￣ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ２０％�� Ｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｔｈｅｆｉｎｉｓｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｕｒｅｉｒｏｎｍａｔｅｒｉ￣ａｌｓ�� Ｃｕｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈｈａｓｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｆｅｅｄｒａｔｅꎬ ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｔ￣ｔｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓｓｍａｌｌꎻ ｆｅｅｄｒａｔｅｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｃｕｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈꎬ ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓｓｍａｌｌ�� Ｔｈｅａｂｏｖｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｗｉｌｌｌａｙａｔｅｃｈｎｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｉｎｇｗｅａｋｒｉｇｉｄｉｔｙｐｕｒｅｉｒｏｎｐａｒｔｓ��

切削用量对工件表面粗糙度的影响

表面质量影响因素分析
（一）概述
V、f、 p为切削用量的三要素。

切钢件时，三要素对粗糙度的影响如下三图所示
p对影响较小（几乎不影响），Ra随增大f而增大。

低速切削时，Ra随V 增大而增大，高速切削时，Ra随V增大而减小，中速切削时(15-20mm/r)，Ra 较大，此时易产生积屑瘤和鳞刺。

（二）实验目的
1、学会用粗糙度样板规估测不同切削用量时工件的表面粗糙度。

2、了解、掌握切削用量对表面粗糙度的影响规律。

3、定性观察积屑瘤或鳞刺的形貌及其对表面粗糙度的影响。

（三）实验步骤
以下列各组切削用量切削试件，用粗糙度样板规估测试件各段表面粗糙度Ra。

转速500n/min,进给量0..2mm:切削深度分别为：1mm、0,5mm、0.2mm。

转速500n/min, 切削深度1 mm: 进给量分别为：0.04mm、0,1mm、0.2mm。

切削深度1 mm: 进给量0,1mm：转速分别50n/min,、500n/min、1000n/min
（四）思考题
1、当V＝15-20m／分，Ra较大，为什么？
2、Ra随增大f而增大
、p不影响Ra，一般工件加工时为什么采用较小的p？
4、高速切削时，表面粗糙度形貌较整齐，为什么？。

正交试验法研究铣磨球面表面粗糙度的影响因素

２ＹｎａＩ．ｕｎｎＫＲＯ— ＨＰｈｔｎｃ．ｄＫｕｍｉｇ６０１，ｉａＣｏｏｉｓＣｏ，，ｎｎ５２７Ｃｈｎ）Ｌｔ
ＡｂｔａｔＨｉｈｐｅｉｉｎｍｉｉｇｏｅｏｔａｅｓｉｔｅｐｅｅｕｓｔｎａｉｆｒｓｒｃ：ｇ — ｒｃｓｏｌｎｆｔｐｉｌｎｓｈｒｒｑｉｉａｄｂｓｓｏｌｈｃｌｅ
徐海华，徐
放，逸群，启明，赵谢张
字
３试验结果分析
３１直观分析 ’ ．
直接观察实验结果得到最佳试验方案
为Ａ１２３且加工效率也较为理想。ＢＣＤ３
３１１指标求和与均值分析．．
３１分析各因素影响规律．２．
磨粒脱落影响表面粗糙度。
２工件转速在最大值６０／ｎ和最小）５ｒｍｉ
廓算术平均偏差Ｒ）均值，这个值均是越ａ
小越好，横坐标表示４个因素的不同水平。由指标均值和因素水平趋势图可以看出Ａ１２３试验方案可能会得到更理想的ＢＣＤ３
变化在一定范围内的交互作用可以忽略不
计，根据因素水平表选用Ｌ６４）正交表。１（
验后，将加工后的硅透镜进行粗糙度测量，粗糙度的测量取样步长为０８ｇ．ｍ，取样长度均为２ｌｌ７Ｉ。最终得到ｌ实验方案和ｎＩ６组实Ｌ／一／

切削加工中影响表面粗糙度因素的分析与对策

切削加工中影响表面粗糙度因素的分析与对策作者：苏雯刘海廷李雯露来源：《硅谷》2008年第20期[摘要]切削加工中影响加工表面粗糙度有各种因素，改善表面质量有诸多方法。

[关键词]金属切削加工精度粗糙度中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1020103－01各种机床都有其最经济、最适合达到的表面粗糙度范围，如果要求达到的粗糙度水平超过其经济水平，将导致成本急剧上升，如果要求达到的粗糙度水平太低则会造成资源浪费。

因此，要综合考虑与分析切削加工中影响表面粗糙度的各种因素，包括刀具的选择与利用、切削速度和进给量等，来达到要求的表面粗糙度。

一、切削加工时影响表面粗糙度的主要因素分析（一）刀具几何形状及切削运动的影响刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，从而产生了表面粗糙度，残留面积的形状是刀具几何形状的复映，其高度Ｈ受刀具的几何角度和切削用量大小的影响。

一般，使用直线刀刃切削时，Ｈ=f/ctgkr+ctgkr’，使用圆弧刀刃切削时，Ｈ=ｆ2/8ｒε。

从式中可知，减少进给量ｆ、主偏角Ｋｒ、副偏角Ｋｒ’以及增大刀尖圆弧半径ｒ，均可减小残留面积的高度，从而降低表面粗糙度。

（二）积屑瘤的影响在切削过程中，当刀具前刀面上存在积屑瘤时，由于积屑瘤的顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附于切屑低部而排出，一部分则残留在加工表面上，使表面粗糙度增大。

（三）工件材料性质的影响加工塑性材料时，由于刀具对加工表面的挤压和摩擦，使之产生较大的塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离时的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。

一般来说，材料塑性变形趋势越大或韧性越大，被加工表面粗糙度就越大。

切削脆性材料时，塑性变形小些，控制好切屑崩碎现象，就容易达到表面粗糙度的要求。

对于同样的材料，金相组织越是粗大，切削加工后的表面粗糙度值也会越大。

（四）切削用量的影响切削用量中，切削速度对表面粗糙度的影响比较复杂。

切削正交实验报告

一、实验目的1. 探究不同切削参数对切削过程的影响，包括切削力、切削温度、切削厚度等。

2. 验证正交切削加工的优越性，为实际生产提供理论依据。

3. 优化切削参数，提高加工效率和表面质量。

二、实验原理正交切削是指在切削过程中，切削刃与工件表面垂直或成一定角度的切削方式。

正交切削具有以下特点：1. 切削力较小，切削温度较低。

2. 切屑形成良好，表面质量较高。

3. 切削效率较高，刀具寿命较长。

本实验以300M钢为研究对象，通过正交实验方法，分析不同切削参数对切削过程的影响，并优化切削参数。

三、实验材料及设备1. 实验材料：300M钢2. 实验设备：正交切削实验台、万能工具显微镜、力传感器、热电偶、计算机等四、实验方法1. 实验方案：采用正交实验设计，选取主轴转速、进给量和切削深度三个因素，每个因素选取三个水平，共九个实验方案。

2. 实验步骤：1) 按照实验方案设置切削参数。

2) 利用正交切削实验台进行切削实验。

3) 测量切削力、切削温度、切削厚度等数据。

4) 利用万能工具显微镜观察表面质量。

5) 分析实验数据，得出结论。

五、实验结果与分析1. 切削力分析实验结果表明，主轴转速对切削力的影响较大，进给量和切削深度的影响较小。

随着主轴转速的增加，切削力逐渐减小。

这是由于高速切削时，切削温度升高，切削力降低。

2. 切削温度分析实验结果表明，切削温度随着主轴转速和进给量的增加而升高，切削深度的影响较小。

这是由于高速切削时，切削热量无法及时散发，导致切削温度升高。

3. 切削厚度分析实验结果表明，切削厚度随着主轴转速和进给量的增加而增大，切削深度的影响较小。

这是由于高速切削时，切削速度提高，切削厚度增大。

4. 表面质量分析实验结果表明，正交切削加工的表面质量较好，表面粗糙度较低。

这是由于正交切削具有较小的切削力和切削温度，有利于提高表面质量。

六、结论1. 正交切削加工具有较小的切削力、切削温度和表面粗糙度，有利于提高加工效率和表面质量。

钛合金TA15切削过程切削用量对表面粗糙度的影响

现相对的波动,切削速度在４９．７６ m/min~７７．４ m/
２实验结果与分析２．１表面粗糙度单因素实验结果分析
min 范围内 ,随切削速度的增加 ,表面粗糙度也随之出现增加 ,这是由于钛合金属于塑性材料 ,在中速条件容
０引言
影响规律,为生产实践提供了指导. 钛合金在航天和
影响已加工表面粗糙度的因素有刀具的几何参数、汽车制造等领域应用广泛,但目前对于钛合金加工表
切削用量、切屑的形态和刀具的振动等.对于加工表面面粗糙度的研究还不完善. 本文针对钛合金 TA１５,
由于振动的影响 ,表面粗糙度值相对较大 ,随着切削速度的增加,表面粗糙度值变小,当切削速度达到４９．７６ m/min 时 ,由于振动的影响 ,表面粗糙度开始出
方案 ,并测量了表面粗糙度值 ,如表３所示 .
粗糙度国内外学者做了大量的研究工作.文献[１－６] 通过正交实验和单因素实验法研究切削参数对表面质
通过超硬铝合金７A０４及钛合金 TC４的高速车铣削量的影响规律,为切削加工生产实际切屑形态对表面粗糙度的影响规律.研究结果表明,表面粗糙度随切削速度的
第３期 (总第２０８期 ) ２０１８年６月
机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION

正交车铣工件表面粗糙度的试验研究

ｒｍｉ３００ｒｍｎ铣刀的切削频率可能接近切削／ｎ和０／ｉ，
系统的固有频率，生了较大的切削振动。切削速度产在６／ｉ２０ｍｍｎ时，刀的切削频率远离了０ｍｍｎ和２／ｉ铣切削系统振动的固有频率，而降低了切削系统的振从动，小了工件的表面粗糙度值。减
工
都能得到较短的切屑，于自动除屑；易（）２由于切削速度是由工件和刀具的回转速度共同合成，因此不需使工件高速旋转也能实现高速切削，有利于对大型工件进行高速切削；（）３工件转速相对较低，工薄壁件时几乎没有加
ＦＮＣ数控系统，ＡＵ主轴功率１Ｗ，削主轴功率７５５ｋ铣．ｋ、速６００ｒｍｎＷ转径２ｍ，具齿数２刀刃螺旋升角３。０ｍ刀，０，
要原因是随周向进给量增大，由铣刀和工件复合运动形成的在工件圆周方向加工残留高度明显增大，工使件表面粗糙度值增大。
一
工材料和大型回转体毛坯粗加工十分有益。
，
它不是车削与铣削的简单结合，是利用铣刀与工而
曲
件的合成运动来实现回转体工件的切削加工（图ｌ如所示）由于铣刀与工件的旋转轴线相互垂直，不。它
１试验设备
实验所用机床为日本Ｍａａ司的Ｉｔｇｘ２０ｚｋ公ｎｅｒ０Ｙｅ车铣复合加工中心（图２所示）如。它采用日本

切削参数对切削力及加工表面粗糙度的交互影响研究

切削参数对切削力及加工表面粗糙度的交互影响研究切削是金属加工中最常用的工艺之一，切削力及加工表面粗糙度是评估切削质量的两个重要指标。

切削参数是影响切削过程中切削力及加工表面粗糙度的关键因素。

因此，研究切削参数与切削力及加工表面粗糙度之间的关系，对于优化切削过程，提高加工质量和效率具有重要的理论和实际意义。

切削力是在切削过程中发生的力的变化，它直接影响着切削工件的加工质量和刀具的寿命。

在切削过程中，切削力由切削力的大小与方向所组成。

刀具的刃磨状态、切削速度、进给量、加工材料及工件刚度等切削参数都会对切削力产生影响。

首先，刀具的刃磨状态对切削力有着重要的影响。

刀具的刃磨状态包括刀具刃口的形状、刀具的尖角及刀具的刃磨质量等。

切削时，刀具与工件之间的接触面积将影响切削力的大小和方向。

如果刀具的刃口磨损较重或尖角变钝，接触面积将会增大，导致切削力增加。

因此，在切削过程中对刀具的刃磨状态进行检查与修复是有效降低切削力的途径之一。

其次，切削速度对切削力的影响也非常明显。

切削速度是指单位时间内刀具的切削长度，它与切削力之间存在着正相关关系。

当切削速度增加时，切削过程中的切削力也会增加。

这是因为切削速度的增加会导致切削材料的变形和剥离加剧，进而增加切削力。

因此，在实际加工过程中需要根据切削材料的特性和要求合理选择切削速度，以达到切削质量的最佳效果。

进给量也是切削参数中的一个重要指标，它表示单位时间内工件的移动长度。

进给量的大小直接影响着切削力的变化。

当进给量增大时，切削力也会相应增大。

这是因为，进给量的增大会导致每个切削刃上切削液薄膜的破裂，从而使工件表面粗糙度增加，切削力增加。

因此，对于不同的加工材料以及不同的加工要求，需要合理选择进给量，以避免因进给量过大引起的加工表面粗糙度增加和切削力过大的情况。

加工材料的刚度也会对切削力的大小和方向产生影响。

刚性较大的材料，如钢材，其加工切削力较大；而刚性较小的材料，如铝合金，其加工切削力较小。

磨削参数对陶瓷加工表面粗糙度影响的实验研究

第3期(总第130期)2005年6月机械工程与自动化ME C H A N I C A L E N G I N E E R I N G &A U T O MA T I O NN o .3=====================================================================J u n .文章编号:1672-6413(2005)03-0090-03磨削参数对陶瓷加工表面粗糙度影响的实验研究李向东(山西机电职业技术学院,山西长治046011)摘要:介绍用正交实验法分析磨削反应烧结S i 3N 4陶瓷时,树脂结合剂金刚石砂轮磨削参数对表面粗糙度的影响。

通过对砂轮粒度、砂轮速度、磨削深度、进给速度等四因素及各因素之间交互三水平实验的数据分析,找出了对表面粗糙度影响的一些规律,确定了降低表面粗糙度的磨削参数优化组合。

该研究结果完善了单因素分析形成的影响规律,对生产领域有重要的指导意义。

关键词:陶瓷;磨削参数;表面粗糙度;研究中图分类号:T G 580.6文献标识码:A收稿日期:2004-12-30作者简介:李向东(1962-),男,山西高平人,副教授,硕士。

0引言本实验采用正交试验法研究用金刚石砂轮磨削加工陶瓷材料时砂轮粒度、磨削深度、砂轮速度、工件进给速度等因素及不同因素搭配对磨削加工表面粗糙度的影响,从而寻找砂轮特性和磨削用量参数的合理组合,提供合理选用砂轮特性和磨削用量参数的规律。

1实验设计1.1实验条件本实验选择使用陶瓷磨削加工中应用最广泛的树脂结合剂金刚石砂轮,砂轮浓度为100%(砂轮中金钢石的质量分数为100%),砂轮直径300m m 。

试件采用反应烧结氮化硅陶瓷材料,磨削加工使用H Z -63型精密卧轴矩台平面磨床,水基磨削液,以R a 值作为表面粗糙度评定参数。

1.2实验因素和因素水平本实验研究的单因素有四个,各因素取三水平,详见表1。

关于切削参数的正交试验法优化案例

课程名称：试验设计与数据处理题目名称：关于切削参数的正交试验法优化案例专业：机械工程学生姓名：班级：学号：关于切削参数的正交试验法优化案例随着科技的不断发展生产生活中对加工件的精度要求越来越高特别是军事领域中。

要提高加工件的精度使其达到应用要求就要选择合适的机床和刀具材料使用合适的工艺、正确的刀具几何形状和切削参数。

但是在机械切削加工过程中影响加工质量的因素很多而且因素之间也是相互影响、相互制约的。

特别是切削三要素其对零件表面质量、加工效率的影响很大。

由于正交试验法操作简单即对试验进行审计安排使得试验次数尽量少而且可以通过对试验结果的分析得到优化的参数。

因此作者采用用正交试验法对切削三要素进行分析。

1正交试验法正交试验法是一种使用数学统计原理进行最优选择的方法。

正交试验设计是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散齐整可比”的特点。

正交试验设计是分析因式设计的主要方法，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。

正交试验设计又叫正交设计、正交试验法简称正交法。

它利用正交表作为工具，多组试验可同时进行，故有利于缩短试验周期，直接比较各个因素及考察各因素间交互作用对指标的影响，是一种科学的优选法。

正交法有3条基本原则即正交分解、综合可比、均衡搭配。

这是正交法的统计分析、直观分析和试验模型的理论基础。

在多因素优化试验时利用数理统计学与正交性原理从大量的试验点中挑选有代表性和典型性的点应用“正交表”科学合理地安排试验从而用尽量少的试验次数得到最优的试验结果。

正交表也叫做正交阵列是试验设计的基本工具其是根据均衡分布的思想运用组合数学理论构造的一类数学表格表示方法为()c a L b,其中L表示正交表a表示试验次数也就是表的行数b表示因素的水平数c表示因素的个数。

如()342L是一张最简单的正交表。

使用正交试验首先需要根据试验要求确定试验指标;其次根据试验指标的特征性质从已知量中确定影响因素;然后确定试验因素的典型值的个数即因素水平。

基于正交试验法的干切削表面粗糙度研究

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第１卷第４６期
２０年１月０７２
湖南城市学院学报
（自然科学版）
ｏ１．ｒ．６Ｎｏ４１
Ｄｅｃ．２００７
ＪｕｎｌｏｎｎｉｙＵｎｖｒｉｏｒａｆＨｕａＣｔｉｅｓｔ（ｔｒｌＳｉｎｅ）ｙＮａｕａｃｅｃ
够保证难加工材料的切削质量和达到切削参数优选的目的，对实际生产具有指导意义．
关键词：表面粗糙度；正交试验；干切削；优化
中图分类号：Ｔ６．Ｈ１１１文献标识码：Ａ文章编号：１７７０（０７００４ — ３６２— ３４２０）４— ０７０
１试验条件
试验材料：３ＣＮｉ６４ｒＭｏ；
试件尺寸：长 ×宽 × ＝２ｍｍｘ０ｒｍ￣高４０５ａ
１５ｍｍ；６
ｍｒｎ／ｉ，第２ａ水平１６／ｉ，９ｍｒｎ各因素水平表如表１ａ
所示．
刀片牌号：Ｙ４５Ｂ１；
收稿日期：２０．０１０７１．２作者简介：张国强（９９）１６．．男．湖南汉寿人，讲师．主要从事数学在机械与控制方面的应用研究
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４８
湖
南
城
市
学
院
学
报（自然科学版）
２０年第瑚０７
合金高强钢３ＣＮＭｏ，因其优良的综４ｒｉ６
合力学性能，广泛用于制造发动机的凸轮轴

正交实验报告

高速铣削淬硬钢切削加工特性实验报告1.实验目的和意义高速切削淬硬钢，作为现代制造工业的先进加工技术，广泛应用在汽车模具等工业部门，淬硬钢材料火后硬度一般为HRC 58~65，针对此种硬度的切削加工，目前仍存在许多困难，为了保证淬硬钢工件的表面质量，国内外已经进行了一些研究，并取得了一些成果，但在淬硬钢工件的表面质量和切削加工效率的优化求解方面，目前还没有取得实质性的进展，为了获得在满足工件表面质量的前提下，提高加工效率的切削加工工艺参数，进行了高速切削加工的切削加工特性的实验研究。

根据现有研究成果，在高速切削加工中，影响工件表面质量的切削加工参数，主要是每齿进给量f z和行距a e，由于主轴转速n和刀具的加工倾角λ直接影响着刀具切削振动，引起刀具偏摆，进而影响着工件的表面质量，因此，它们也是影响工件表面质量的主要影响因素。

根据企业的调研情况，在现场加工时，为了控制切削振动，保证工件的表面质量，往往是把主轴转速n和每齿进给量f z调低，这使得加工效率低下，影响了生产周期。

因此，确定了以主轴转速n、加工倾角λ、每齿进给量f z和行距a e为影响参数，作为研究的主要切削加工工艺参数。

根据企业调研情况来看，影响工件表面质量和切削效率两个指标的切削加工性能主要是由于刀具切削振动所引起的，为了研究切削振动的影响，故引入切削力和切削温度作为切削加工特性的评价指标。

切削参数和加工特性的相互影响关系如图1.1所示。

图1.1 切削加工特性关系图为此，本实验确立了以下研究目标：(1)通过高速切削加工的切削加工特性的实验研究，探讨切削加工参数对其切削加工特性的影响规律；(2)探讨刀具倾角对加工特性的影响规律；(3)分析切削加工参数对切削加工特性的影响结果(4)分析切削加工特性交互作用对切削效率的影响；2.实验条件2.1机床及刀具机床为五轴联动镗铣加工中心，型号为UCP710。

刀具为可转位球头铣刀，具体刀具材料型号及尺寸见表2.1所示。

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运用正交试验方法研究切削条件对表面粗糙度的影响
作者：符广闻
来源：《山东工业技术》2016年第04期
摘要：切削加工的工艺参数设定对工件加工质量的影响极大，在实际应用中，粗糙度控制对操作者经验的依赖还在普遍存在。

如果想要找出最优工艺参数组合，必须通过大量实验进行。

本文使用正交实验方法，给出了如何快速有效的找到最优工艺参数组合的方法，以加工表面粗糙度为优化目标，讨论3个切削参数对表面粗糙度的影响，提出优化方案，试验证明本文方法可以迅速有效的找到最优参数组合，为指导生产现场操作提供了简便高效的方法。

关键词：切削条件；表面粗糙度；最优组合；正交试验
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.04.252
1 引言
切削加工的工艺参数（包括切削速度、进给量、冷却液、背吃刀量等）设定对工件加工质量有极大的影响。

虽然相关的研究成果众多，各种切削理论、计算公式都很好地为研究切削条件对粗糙度影响提供了定性分析的方法[1]。

这里，为了方便问题的分析，根据金属切削的相关知识，以3个切削参数（切削速度、进给量、冷却液）作为研究对象，研究它们对切削工件表面粗糙度的影响，提出优化方案，试验证明本文方法可以迅速有效的找到最优参数组合，为指导生产现场操作提供了简便高效的方法。

2 正交试验方法简介
（1）正交试验的概念[2，3]。

生产中常需选择最佳的配方、优化加工条件等场合，这便需要做试验。

如何安排试验是个大问题。

好的试验方法是：做少量试验就能得到正确的结论和较好的效果。

下面就来简单介绍一种优化试验设计方法[2]。

现通过以下例子来说明。

为提高某化工产品的转化率，根据经验，选择了三个有关因素进行试验，如下表1。

这里面有三个因素，每个因素又有三种状态，这在正交试验方法叫做三因素三水平试验，如果按照我们平时的做法—全面试验法的要做33=27次试验，才能得出结果，如图1（交点），如用正交试验法，它只需要做9次，如图2，由此可知，使用正交试验设计可大大减少试验次数。

（2）正交表简介[3]。

凡是满足正交条件的因素、水平搭配表格称为正交表。

表里主要涉及一些参数，下面逐个解释：试验指标是表征试验研究对象的指标，如表1中的实验效果为产品的转化率；因素是对试验指标可能产生影响原因，如表1的三因素分别是反应温度（A）、反应时间（B）、用碱量（C）；水平试在试验中所选取的具体状态，可用1、2、3表示，如A因子的1、2、3分别代表着80℃、85℃、90℃；LA（PQ）是常用正交表的表示符形式，式中各符号分别为L代表“正交表”、A代表正交表的横行数，即实验的次数、P代表因素所取得水平数、Q代表表上的纵列数，即表示允许采用的因素数。

例如本试验采用的三因素三水平试验，为试验的对照用，增加一对照列，就变成四因素三水平试验，表示为L9（34），根据表1和规定，我们可以列出下表2（正交表）。

3 结论
本文通过运用正交试验的方法，能够得出在C6140车床上，使用高速钢刀具加工45钢材料的最优参数组合，这套切削条件组合较好地控制表面粗糙度。

通过实际的验证，发现此种组合条件所切削出来的工件表面粗糙度是最小的，进一步验证了用正交试验的方法来分析多因素多水平的问题是可行的。

参考文献：
[1]曹林.金属切削条件的合理选择[J].科技风，2013，3（下）：41-42.
[2]张铁茂，丁建国编著.实验设计与数据处理[M].北京：兵器工业出版社出版，1990：136-146.
[3]费业秦.误差理论与数据处理[M].北京：机械工业出版社出版，2005.
[4]庄楚强，何春雄.应用数理统计基础（第三版） [M].广州：华南理工大学出版，2006.
[5] 技工学校机械类通用教材编审委员会.车工工艺[M].北京：机械工业出版社，2004（03）：189-192.
[6]周维海，王忠玉，沈克佳.金属切削用量的优化选择[J].一重要技术，2008.
作者简介：符广闻（1983-），男，海南乐东人，本科，讲师，主要从事：机械设计、职业教育研究。