车床切削加工影响表面质量和解决途径分析

车床切削加工影响表面质量和解决途径分析

发表时间：2019-05-17T10:38:56.390Z 来源：《电力设备》2018年第33期作者：王先芹

[导读] 摘要：在机械加工制造过程中，切削加工可以说是其中被应用最广泛的一种加工技术。

（江油市职业中学校）

摘要：在机械加工制造过程中，切削加工可以说是其中被应用最广泛的一种加工技术。切削技术具有要求高、精度高等特点，所有制造所需要的零件都必须要经过机械加工才可投入使用。在其加工过程中，影响工件表面质量下降、表面粗糙、加工硬化等因素有很多，所以，要想真正解决工件表面质量问题，就必须要对其材料、用量、切削液以及刀具的几何角度等进行科学合理的选择，这样才能为工件表面质量提供基础保障。本文将会以车床切削加工影响表面质量和解决途径为主要研究对象，对其进行详细分析阐述，希望为今后车床切削加工技术发展提供有价值的参考。

关键词：车床切削加工；表面质量；解决途径

刀具、材料等是机械加工中的重要组成部分，为提高工件质量，延长刀具使用寿命，提升车床切削加工生产效率，需要在切削加工过程中，改善其刀具结构、几何参数，进而充分发挥切削加工的应用价值。

1 常见的加工表面问题

1.1 工件表面加工硬化问题

在制造过程中，刀具以及切削等都会经常出现高温高压等情况，这将会直接影响到已加工表面质量问题，最常见的就是会引起其表面出现硬化，提高其硬度。其中，刃口圆角也会给其正常加工造成一定程度的影响。

1.2 工件表面残留面积问题

工件表面残留面积问题是指在进行车床车削外圆过程中，切削层中加工残留未被及时切除的面积。

一般情况下，工件表面不光洁程度都是通过残留面积大小体现出来的。其中，有效降低残留面积高低的措施有很多，包括：降低进给量、主副偏角以及加大圆弧半径等等，同时，在此过程中，也要加大实际加工中的计算值，这样也能够有效减少已加工表面不光洁问题的出现。

1.3 工件表面积屑瘤问题

积屑瘤，通常情况下被称为刀尖建筑。在进行车床切削加工时，很容易出现工件材料挤裂现象，这也就会给刀屑以及刀具前后期正常工作带来一定影响，并在加工摩擦过程中，产生切削热。当受到高温高压影响时，前刀面流动速度会减慢，最终出现滞留层，若出现工件材料晶格结合力低于摩擦力情况时，曾处在滞留层中的物质就会附着在前刀面，最终出现积屑瘤问题。

在实际加工过程中出现积屑瘤时，大部分刀屑一般都会附着在刀具的刀尖上部分，进行切入，致使工件表面出现大面积深浅程度不同的切入沟纹。若在此过程中积屑瘤出现脱落，其中一部分碎片会粘结在已加工的工件表面，并在其上形成严重工件表面质量的毛刺，所以，工作人员一定要提高对其的重视，为提高加工表面质量提供有利条件。

1.4 工件表面鳞刺问题

在加工过程中出现鳞刺问题，会直接影响到加工表面粗糙程度，其问题实质就是在已加工表面出现毛刺问题，因为它产生的形状类似鱼鳞片，所以被称为鳞刺问题。产生鳞刺问题的主要形成原因有4种：①当进行到抹拭阶段时，在前刀面上形成的切屑很容易停留在润滑膜上，并将其大面积或者全部抹净，加大润滑膜破损程度。②当进行到导裂阶段时，前刀面与切屑之间会形成较大挤压力、摩擦力问题，这时切屑就会对切削层进行推挤，促使加工表面出现严重的导裂现象。③当进行到层积阶段时，由于受到继续推挤影响，切削层的堆积量会逐渐增多，刀削力也会随之而增大，当其到达一定程度时，就会完全克服粘结等问题，进而保持正常流动。④当进行到刮成阶段时，受刀具刀刃刮过影响，会导致导裂残留在加工表面，最后形成鳞刺问题。

1.5 工件表面振动问题

当刀具、工件等部件或其系统刚性出现严重不足问题时，就会导致其出现周期性跳动，这种周期性跳动就被称为振动，特别是在出现较大深度的切削时，极有可能引起此问题出现，同时，积屑瘤的产生和消失，也是引起此问题出现重要原因。与此同时，也要提高对加工表面光洁度问题的重视，其中，造成其光洁度下降主要原因有：纵向波纹和横向波纹等。

2 解决加工表面质量问题的具体途径

在车床加工进行过程中，一旦出现质量精度过低，就需要对工件表面出现的不光洁问题及其形成原因进行全方位的详细分析，找出影响其精度过低主要原因，并根据其问题发生情况，提出相应的有效解决措施，及时消除精度过低问题，保障后续工作的顺利开展。一般情况下，影响工件表面质量精度过低的主要原因有：残留面积、积屑瘤、鳞刺等等，同时也要充分考虑到刀具材料、几个参数、刀削用量等各方面原因，这样才能保证解决工作的顺利进行。

2.1 合理调节几何参数

合理调节刀具几何参数具体措施由以下6项内容共同进行完成，具体内容如下。

（1）确定精车各角度：通常情况下，精车各角度的确定都是以加工材质性质为主要参考依据，并在此基础上，进行确定。据多数工作人员工作经验得出，在进行加工铸铁时，需将前角定在0度～10度之间，后角定在6度～12度之间，主偏角定在45度～75度之间；不锈钢的前角需定在15度～30度之间，后角需定在8度～10度之间，主偏角需定在75度～90度之间；铝合金的前角需定在20度～30度之间，后角需定在8度～12度之间，主偏角需定在60度～90度之间；黄铜前角需定在0度～10度之间，后角需定在8度～10度之间，主偏角需定在93度左右，其中的副偏角需定在3度～8度之间即可。

（2）塑性变形大小。在加工过程中，卷屑槽宽度大小及其深度都会直接影响到其塑性变形情况，通常情况下，三角之和都规定在180度，包括：前角、反屑角以及槽角，其中，槽角需定在110度～120度之间。一旦前角得到确定，槽角就会越来越小，刀屑角就会越来越大，塑性变形大小也就会随之而更加严重。

（3）刀槽与切削深度。刀削深度的确定需建立在刀槽宽度基础上，可以说，刀槽宽度会随着刀削深度增大而增宽，通常情况下，宽度会选择在3～5毫米之间。

（4）刀具刃倾角。刃倾角是切屑流出方向的主要依据，当其角度为正数值时，就会导致切屑向待加工方向流出。当其角度为负数值