影响表面粗糙度的因素
影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施
职教类影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施摘要：表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，它是评价零件的一项重要指标。
一般说来，它的波距和波高都比较小，是一种微观的几何形状误差。
对机械加工表面，表面粗糙度是由切削时的刀痕，刀具和加工表面之间的摩擦，切削时的塑性变形，以及工艺系统中的高频振动等原因所造成的。
表面粗糙度是检验零件质量的主要依据，它的选择直接关系到生产成本、产品的质量、使用寿命。
关键词：机械加工表面粗糙度提高措施随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。
因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。
一、机械加工表面粗糙度对零件使用性能的影响表面粗糙度对零件的配合精度，疲劳强度、抗腐蚀性，摩擦磨损等使用性能都有很大的影响。
1、表面质量对零件配合精度的影响（1）对间隙配合的影响由于零件表面的凹凸不平，两接触表面总有一些凸峰相接触。
表面粗糙度过大，则零件相对运动过程中，接触表面会很快磨损，从而使间隙增大，引起配合性质改变，影响配合的稳定性。
特别是在零件尺寸和公差小的情况下，此影响更为明显。
(2)对过盈配合的影响粗糙表面在装配压入过程中，会将相接触的峰顶挤平，减少实际有效过盈量，降低了配合的连接强度。
2、表面质量对疲劳强度的影响零件表面越粗糙，则表面上的凹痕就越深明，产生的应力集中现象就越严重。
当零件受到交变载荷的作用时，疲劳强度会降低，零件疲劳损坏的可能性增大。
3、表面质量对零件抗腐蚀性的影响零件表面越粗糙，则积聚在零件表面的腐蚀气体或液体也越多，且通过表面的微观凹谷向零件表层渗透，形成表面锈蚀。
4、表面质量对零件摩擦磨损的影响两接触表面作相对运动时，表面越粗糙，摩擦系数越大，摩擦阻力越大，因摩擦消耗的能量也越大，并且还影响零件相对运动的灵活性。
浅谈加工表面粗糙度和物理力学性能的影响因素研究
浅谈加工表面粗糙度和物理力学性能的影响因素研究浅谈加工表面粗糙度和物理力学性能的影响因素研究机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的。
产品的性能，尤其是它的可靠性和耐久性，在很大程度上取决于零件表面层的质量。
表面面质量对零件耐磨性、疲劳强度、耐蚀性、配合质量都有严重的影响。
机械机械加工表面质量的内容主要包括：表面粗糙度、表面层的物理力学性能和表面波度等。
本文主要以影响加工表面粗糙度和加工表面物理力学性能变化的因素进行分析研究。
1 影响表面粗糙度的因素1.1 切削加工影响表面粗糙度的因素从几何因素方面分析，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，其形状是刀具几何形状的复映。
残留面积的大小与进给量、刀尖圆弧半径及刀具的主偏角、副偏角有关。
对于宽刃刀具、定尺寸刀具和成形刀具等，其切削刃本身的表面粗糙度对加工表面粗糙度的影响也很大。
从物理因素方面分析，主要是切削过程中刀具刃口钝圆半径及后刀面对工件的挤压、摩擦作用使金属材料发生塑性变形，使表面粗糙度恶化。
当低速切削塑性材料（如低碳钢和不锈钢等）时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，产生积屑瘤和鳞刺，使表面粗糙度值加大。
工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。
当加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
精加工时，因切削深度小，刀刃容易打滑，也影响表面粗糙度。
综上所述，在切削加工中影响表面粗糙度的工艺因素主要有：1）切削用量切削速度v在一定的范围内容易产生积屑瘤和鳞刺；减少进给量f可降低残留面积高度。
因些合理选择切削用量是降低粗糙度的重要条件。
2）刀具材料和几何参数实践表明，在切削条件相同时，用硬质合金刀具加工的工作表面粗糙度比用高速钢刀具加工的低。
用金钢石车刀加工因不易形成积屑瘤，故可获得粗糙度很低的表面。
刀类圆弧半径rE、主偏角KC和副偏角kcC均影响残留面积的大小。
影响表面粗糙度的因素
.影响表面粗糙度的因素1．切削加工中影响表面粗糙度的因素1)?几何因素2）物理因素切削加工后表面粗糙度的实际轮廓形状一般都与由纯几何因素形成的理想轮廓有较大的差别。
这是由于存在与被加工材料的性质及切削机理有关的物理因素的缘故。
采用低切削速度加工塑性金属材料(如低碳钢、铬钢、不锈钢、高温合金、铝合金等)时，容易出现积屑瘤与鳞刺，使加工表面粗糙度严重恶化，成为影响加工表面质量的主要因素。
刀具与被加工材料的挤压与磨擦使金属材料发生塑性变形，也会增大表面粗糙度。
切削加工中的振动，使工件的表面粗糙度增大。
从物理因素看，降低表面粗糙度的主要措施是减少加工时的塑性变形，避免产生积屑瘤和鳞刺。
其主要影响因素有切削速度、被加工材料的性质、刀具的几何形状、材料性质和刃磨质量。
适当增大刀具的前角，可以降低被切削材料的塑性变形；降低刀具前刀面和后刀面的表面粗糙度可以抑制积屑瘤的生成；增大刀具后角，可以减少刀具和工件的摩擦；合理选择冷却润滑液，可以减少材料的变形和摩擦，降低切削区的温度；采取上述各项措施均有利于减小加工表面的粗糙度。
2．磨削中影响表面粗糙度的因素三．影响加工表面金属层物理力学性能的因素加工过程中，由于切削力和切削热的作用，工件表面金属层的物理力学性能会发生很大的变化，导致表面层金属和基体材料的性能有很大的差异。
其影响因素主要表现为三个方面。
1．表面层金属材料的加工硬化切削（磨削）过程中产生的塑性变形，会使表层金属的晶格发生畸变，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长，甚至破碎，从而使表层金属的硬度和强度提高，这种现象称为加工硬化。
加工硬化的程度取决于塑性变形的程度。
影响加工硬化的因素(1)?切削力越大，塑性变形越大，硬化程度也越大。
因此，当进给量、背吃刀量增大，刀具前角减小时，都会因切削力增大而使加工硬化程度增大。
(2)?切削温度越高，会使加工硬化作用减小。
如切削速度增大，会使切削温度升高，加工硬化程度将会减小。
影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施
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。
影响表面质量的因素
(2)表层的残余应力
残余应力产生的原因： 1）热态塑性变形,2）金相组织的变化,3）冷态塑性变形 局部温升过高引起的热应力: 材料在高温下，处于热塑性状态，因温度升高体积膨胀,当温 度降低体积减小而发生收缩，受下层材料的限制，则表层形 成残余拉应力。 局部金相组织变化引起的相变应力 残余奥氏体→回火马氏体：体积膨胀，表层为残余压应力； 马氏体→屈（索）氏体：体积收缩，表层为残余拉应力。 表面局部冷塑变形引起的塑变应力 表层被拉长,表层存在压应力，里层存在压应力。另外,金属发 生冷塑变形，比重下降，体积增大，使表层存在压应力,下层 存在拉应力
(2)表层的残余应力
• 1)影响切削表层残余应力的因素 • 切削用量影响
进给量↑ ，会使表层金属塑性变形增加，残余应 力的数值及扩展深度相应增大。
切削速度 ↑,冷塑性变形↓,热塑性变形↑,金相组织 发生变化的可能性增加. 刀具角度的影响:前角.切削刃钝圆半径、刀具磨 损状态.
工件材料的影响:塑性大的材料，切削加工后表面 层一般产生残余拉应力；脆性材料,表面层产生残 余压应力。
2.影响表面层物理力学性能的因素
（1）表面层的加工硬化 ２）影响切削加工硬化的主要因素
①刀具：刀刃钝圆半径↑，冷作硬化↑； 后刀面磨损↑，冷作硬化↑。
②切削用量：切削速度↑，切削温度↑，则 冷作硬化↓；
进给量↑，冷作硬化↑。 ③被加工材料：硬度↑，冷作硬化↓；
塑性↑，冷作硬化↑。
Go
back
2.影响表面层物理力学性能的因素
（3）表面层材料的金相组织变化
磨削淬火钢时容易出现的三种烧伤： 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度，
而未达相变温度，产生回火组织 （索氏体或屈氏体）。 淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，由于冷却液 急冷，表层出现二次淬火马氏体。 退火烧伤：磨削区温度超过相变温度，不用冷
机械加工影响表面粗糙度的因素及应对措施
机械加工影响表面粗糙度的因素及措施!1、机械加工零件表面粗糙度的概述那么为了较好的提高零件的性能就需要减小零件表面粗糙度，其方法是针对影响零件粗糙度的因素而采取相应的措施，这样会取得更好的效果。
2、影响表面粗糙度的因素在零件的加工过程中会使得零件表面形成一定的粗糙程度，这非常不利于零件的正常使用。
影响零件表面粗糙度的因素有刀具几何形状的影响、积削瘤的影响、工件材料的影响、加工条件的影响以及振动的影响，下面将详述影响零件表面粗糙度的因素。
2.1刀具几何形状的影响刀具是用来切割零件的工具，在切割的过程中刀具与零件的接触最为充分，那么刀具对零件的表面粗糙度影响也最大，适当的增加刀具几何形状的前角可以在较大程度上减小零件表面粗糙度，但是过度增加刀具几何形状的前角反而会使得表面粗糙度增加。
这在实际的过程中很难进行控制，容易使得零件的表面粗糙度受到较大的影响。
当前角一定时，后角越大刀具就越锋利，也更加容易进行切割。
适当的增加后角可以减小刀面与零件表面的摩擦和挤压，这样就可以有效的减小零件的表面摩擦度。
但是后角过大时就会发生切削振动，从而使得零件的表面摩擦度增加。
但是适当的后角在实际操作中也很难进行把握，所以在实际的操作中容易使得零件的表面粗糙度增加。
此外刀具的前刀面与后刀面对零件的表面粗糙度也有一定的影响，如果刀具的前刀面和后刀面粗糙值较小，那么零件的表面粗糙度就越小。
因为刀具的前后刀面越光滑就越锋利，在切割的过程中就不容易产生缺口，从而使得零件的表面粗糙度减小。
由此可见刀具的几何形状对于零件表面粗糙度的大小有着非常重要的影响，所以在降低零件表面粗糙度的过程中药着重考虑这个影响因素。
2.2积削瘤的影响积削瘤所指的是在金属切削过程中，会有一些从工件上掉下来的金属冷焊并层积在前刀面上，这样就会形成一个非常坚硬的金属堆积物，这个金属堆积物的硬度是工件硬度的2~3倍，能够代替刀刃进行切削，但是在不断的切削过程中会逐渐掉落，这个金属堆积物所指的就是积削瘤。
表面粗糙度及其影响因素
表面粗糙度及其影响因素一、切削加工中影响表面粗糙度的因素影响表面粗糙度的因素主要有几何因素和物理因素。
１．几何因素：式中 f ——进给量。
Kr ——主偏角。
Kr’——副偏角考虑刀尖圆弧角：式中 f ——进给量。
r ——刀尖圆弧半径。
如图11-8、9所示，用刀尖圆弧半径r＝0的车刀纵车外圆时，每完成一单位进给量f后，留在已加工表面上的残留面积，它的高度Rmax即为理论粗糙度的轮廓最大高度Ry。
图11- 8 图11- 9图11- 10 加工后表面实际轮廓和理论轮廓切削加工后表面粗糙度的实际轮廓形状，一般都与纯几何因素所形成的理论轮廓有较大的差别，如图11-10。
这是由于切削加工中有塑性变形发生的缘故。
生产中，若使用的机床精度高和材料的切削加工性好，选用合理的刀具几何形状、切削用量和在刀具刃磨质量高、工艺系统刚性足够情况下，加工后表面实际粗糙度接近理论粗糙度，这样减小表面粗糙度数值、提高加工表面质量的措施，主要是减小残留面积的高度Ry。
２.物理因素多数情况下是在已加工表面的残留面积上叠加着一些不规则的金属生成物、粘附物或刻痕。
形成它们的原因有积屑瘤、鳞刺、振动、摩擦、切削刃不平整、切屑划伤等。
３.积屑瘤的影响积屑瘤的生成、长大和脱落将严重影响工件表面粗糙度。
同时，由于部分积屑瘤碎屑嵌在工件表面上，在工件表面上形成硬质点。
见图11-11。
图11- 11 图11- 12鳞刺的影响鳞刺的出现，使已加工表面更为粗糙不平。
鳞刺的形成分为：抹拭阶段：前一鳞刺已经形成，新鳞刺还未出现；而切屑沿着前刀面流出，切屑以刚切离的新鲜表面抹拭刀——屑摩擦面，将摩擦面上有润滑作用的吸附膜逐渐拭净，以致摩擦系数逐渐增大，并使刀具和切屑实际接触面积增大，为这两相摩擦材料的冷焊创造条件，如图11-12(a)。
导裂阶段：由于在第一阶段里，切屑将前刀面上的摩擦面抹拭干净，而前刀面与切屑之间又有巨大的压力作用着，于是切屑与刀具就发生冷焊现象，切屑便停留在前刀面上，暂时不再沿前刀面流出。
机械零件表面质量影响粗糙度的原因
机械零件加工质量中，表面质量是衡量一个机械零件是否合格的重要指标之一。
而表面粗糙度则是衡量表面质量的指标。
粗糙度越高，表面质量越差，越容易造成机械设备的损坏。
那么，在机械零件的加工生产中，主要影响粗糙度的原因都有哪些呢？1、切削加工影响表面粗糙度因素在进行切削加工的时候，表面会留下切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的的反应，想要减小残留面积的高度，可以减小进给量、主偏角、副偏角并增大刀尖圆弧半径。
除此之外，适当让刀具的前角增大，可以让塑性变形的程度减少，同时配合使用润滑液、提高刀具刃磨质量，还有助于减小切削时的塑性变形并抑制刀瘤、鳞刺的生成，对于减小表面粗糙度还是有一定帮助的。
2、工件材料的性质对塑性材料进行加工时，刀具会对金属产生挤压作用，出现塑性变形现象，在加上刀具会让切屑与工件产生撕裂作用，让金属的表面粗糙度变大，工件材料韧性越好，金属的塑性变形越大，加工表面就会越粗糙。
对脆性材料进行加工时，会产生碎粒切屑，这会在金属加工表面造成污染，留下麻点，让金属的表面粗糙度变大。
3、磨削加工影响表面粗糙度的因素磨削加工表面粗糙度的形成过程与切削加工表面粗糙度形成过程一样。
磨削加工表面粗糙度的形成，也是因为几何因素与表面金属的塑性变形来决定的。
影响磨削表面粗糙的主要因素有：（1）磨削加工中砂轮的粒度与硬度砂轮硬度的选择要根据产品表面精度要求来决定，应让磨粒钝化后及时脱落，露出新的磨粒后继续磨削。
砂轮粒度越细，单位面积上磨粒数越多。
（2）砂轮的修整由于磨削加工中，砂轮在磨削过程中会出现钝化，所以对砂轮应该进行及时修整，确保砂轮的微刃性和等高性。
（3）工件材质工件材料的硬度、塑性、韧性和导热性，对于表面粗糙度都会有一定的影响，工件硬度高，磨粒易钝化。
工件硬度低，砂轮容易阻塞，这些都会造成表面粗糙度增高。
影响表面粗糙度的因素
一．影响表面粗糙度的因素：（1）工件刚性差，加工表面粗糙度增大。
（2）刀具前角o γ为小值时，塑性变形增大，表面粗糙度也将增大。
过小的后角o α将增大摩擦，表面粗糙度也将增大。
刃倾角s λ为负，加工表面的表面粗糙度增大。
刀具材料软和刃磨质量差，刀具磨损，加工表面粗糙度增大。
（3）切削用量的影响1）切削塑性材料时，切削速度v 在一定的速度范围内（20～80m/min ）易产生积屑瘤和鳞刺。
2）进给量f 大，加大了表面粗糙度值，或f 过小会增加刀具与工件表面的挤压次数，使塑性变形增大，反而加大了表面粗糙度值。
3）背吃刀量p α过小或大 ，在精密加工中加大了表面粗糙度值。
二．有锥度 ： 车刀明显磨损，车刀松动，车刀架松动，尾座轴线与主轴轴线偏移三．圆度超差，圆柱度超差：主轴径向跳动大，刀具移动方向与主轴不平行，车刀磨损由于刀杆刚性差，产生“让刀”而使内孔成为锥孔，这时需降低切削用量重新镗孔。
镗孔刀磨损严重时，也会产生锥孔，这时需重磨车刀后再进行镗孔。
四．表面不光洁，有明显波纹或表面粗糙，有切痕，拉毛现象：①进给量过大；②铣削进给时，中途停顿，产生“深啃”；③铣刀安装不好，跳动过大，使铣削不平稳；④铣刀不锋利、已磨损五．平面不平整，出现凹下和凸起：①机床精度差或调整不当，②端铣时主轴与进给方向不垂直；③圆柱铣刀圆柱度不好六．槽的宽度尺寸不对：①键槽铣刀装夹不好，与主轴的同轴度差②铣刀已磨损③刀轴弯曲，铣刀摆差大七．槽底与工件轴线不平行：①工件装夹位置不准确，工件轴心线与工作台面不平行② 铣刀装夹不牢或铣削用量过大时，使铣刀被铣削力拉下八．键槽对称性不好：对刀不仔细，使偏差过大九．封闭槽的长度尺寸不对：①工作台自动进给关闭不及时②纵向工作台移动距离不对十．磨外圆断面不圆：①中心孔不圆，孔内有异物，两中心孔轴线不一致，顶尖与中心孔锥角不一致，顶尖未顶紧等；②用卡盘装夹工件时，头架主轴径向跳动太大；③砂轮主轴与轴承间间隙过大；④磨前工件断面不圆，而且工件刚性又差；⑤工件不平衡时，离心力作用，使较重的一边磨去多；⑥工件热处理后还存在部分内应力，磨削后内应力重新平衡而产生变形十一。
影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改善措施
刀具在机床上的安装精度也会影响加工表面的粗糙度。如果刀具安装不准确，可能会导致 切削过程中出现振动、颤动等现象，从而影响表面粗糙度。
切削参数
01 02 03
切削速度
切削速度对加工表面粗糙度有显著影响。在一定范围内， 提高切削速度可以减小切削力和切削热，从而降低表面粗 糙度。但是，当切削速度过高时，会加剧刀具磨损和工件 表面的热损伤，反而会使表面粗糙度变差。
影响加工表面粗糙度的 工艺因素及其改善措施
汇报人： 2023-12-07
contents
目录
• 加工表面粗糙度概述 • 工艺因素对加工表面粗糙度的影响 • 改善加工表面粗糙度的措施 • 案例分析与实践
加工表面粗糙度概
01
述
表面粗糙度的定义
表面粗糙度
指加工表面上微观不平整程度的评定 参数，它反映了加工表面的波峰和波 谷的间距以及峰谷间的形状和大小。
疲劳强度
表面粗糙度还会影响产品的疲劳强度，粗糙的表面会产生应力集中，降 低产品的疲劳强度。
表面粗糙度的重要性
工业生产中的重要指标
表面粗糙度是工业生产中的重要指标之一，它直接关系到产品的性能和质量。因此，控制表面粗糙度对于提高产 品质量和性能具有重要意义。
对产品性能和使用寿命的影响
表面粗糙度会对产品的性能和使用寿命产生直接的影响。粗糙的表面会导致摩擦系数增大、磨损加剧、密封性能 下降等问题，从而影响产品的性能和使用寿命。因此，在生产过程中需要严格控制表面粗糙度，以保证产品的性 能和使用寿命。
案例三：通过使用切削液降低表面粗糙度
要点一
切削液对表面粗糙度的影响
要点二
改善措施
切削液可以起到冷却、润滑、清洗等作用，可以有效降低 切削过程中的切削热和摩擦力，从而降低工件表面的粗糙 度。
影响表面质量的因素
2.采用表面强化工艺改善物理力学性能
滚压加工
滚压加工是利用经过淬硬 和精细研磨过、可自由旋 转的滚压工具（滚轮或滚 珠），在常温下对工件表 面进行挤压，以提高其表 面质量的一种机械强化加 工工艺方法。
喷丸强化
喷丸强化是利用压缩空 气或离心力将大量直径 细小（0.4～4 mm）的 珠丸高速向工件表面喷
切削加工中影响表面粗糙度的几何因素
2.磨削加工中影响表面粗糙度的因素 磨削加工是由砂轮的微刃切削形成的加工表面，单位面积上刻痕越
多且刻痕细密均匀，则表面粗糙度越小。磨削加工中影响表面粗糙度的 因素如下。 1）砂轮的影响
砂轮粒度越细，单位面积上的磨粒数越多，就越能保证加工表面刻 痕细密，使表面粗糙度减小。但砂轮粒度过细，容易堵塞砂轮，使砂轮 失去切削能力，增大摩擦热，使表面粗糙度增大。
切削液的冷却和润滑作用减少了磨削热和摩擦，可减小表面 粗糙度，且能防止磨削烧伤。
1.2 影响表面层金属物理力学性能的因素
1.表面层金属的加工硬化 1）加工硬化的产生及衡量指标
1
2
硬化层深度h。
指标
表面层金属的显微硬度 HV。
3
硬化程度。一般硬化程 度越大，硬化层深度也 越大。
2）影响表面层金属加工硬化的因素 影响表面层金属加工硬化的因素如下：
射的方法。
液体磨料强化
液体磨料强化是利用液体 和磨料的混合物高速喷射 到工件表面，以强化工件 表面，提高工件耐磨性、 抗蚀性和疲劳强度的一种 工艺方法。工件表面在高 速磨料的冲击作用下，表 面粗糙度波峰被磨平，并 产生几十微米厚的塑性变 形层，具有压应力。
机械制造工艺与设备
谢谢观看！
超精研磨
（3）珩磨。珩磨与超精
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。
金属及加工表面粗糙度的影响因素
图1面粗糙度随前角的变化③切削液带来的影响。
在加工金属的过程中，选择合适的切削液，可以冷却金属的加工温度，润滑金属的加工，从而减少刀具与金属的摩擦，进而降低加工过程中带来的塑性形变，减少积屑瘤和鳞刺的发生，从而大幅度降低金属表面的粗糙度。
1.2磨削加工对于金属表面粗糙度的影响由于砂轮的运动滑擦、切划所造成的金属表面粗糙可以根据单位面积上的刻痕进行判断，刻痕越细腻均匀，属表面的粗糙程度就越低。
切削加工带来的影响，不仅是几何结构的原因，还有塑性形变等物理原因的影响。
金属加工表面的经常性挤压所带来的的塑性变形也会因为加工过程中的过高温度而大幅度提升金属表面的粗糙程度。
内燃机与配件因此，影响金属表面粗糙度的磨削加工原因主要有：①砂轮粒度、硬度带来的影响。
砂轮的粒度也会对金属表面粗糙程度造成影响。
金属表面的磨粒越多，粒度的程度越细致，金属表面加工留下的刻痕就会愈加致密，从而使得金属表面粗糙程度降低。
此外，砂轮的硬度也会对金属表面的粗糙度造成影响，砂轮的硬度适度，会在磨粒钝化使其自觉及时脱落，从而对新露出来的磨砺进行加工。
以上，就是金属具有的“自砺性”。
要注意砂轮不能使用过度，所以要注意在日常作业中进行及时、有效的检修，从而去掉已经被钝化的魔粒，这样做可以确保砂轮拥有正常的微刃性和等高性。
②工件材料带来的影响。
不同工件材料，他们在塑性、导热性、硬度和韧性上有很大区别，因此，工件材料的选择也会对金属表面的粗糙度造成影响。
比如，过硬会钝化磨粒，过软会堵塞砂轮；又比如，韧性大的会增加金属表面粗糙度，导热性能差的也是如此。
③磨削用量带来的影响。
砂轮提速，可以通过减少塑性形变而降低金属的表面粗糙度，这是因为，砂轮提速会导致磨削表面不能及时塑性变形。
若想要增加粗糙度，可以通过增加磨削深度和加工速度进行。
我们也可以通过使用更大的磨削深度去改进磨削效率，但要注意在降低表面粗糙时应该使用小的磨削深度进行。
④磨削液及其它原因带来的影响。
影响机械加工表面质量的因素
影响机械加工表面质量的因素
1.2影响加工表面层物理力学性能的因素
2）切削热的影响 切削过程中产生的热作用在不引起相变的情况下，使工件表面层产生拉伸 残余应力，里层产生压缩残余应力。工件加工表面在切削热作用下产生热膨胀， 此时表层金属温度高于基体温度，因此表层产生热压应力。当表层温度超过材 料的弹性变形允许的范围时，就会产生热塑性变形（在压应力作用下材料相对 缩短）。当切削过程结束后，表面温度下降，由于表层已产生热塑性缩短变形， 并受到基体的限制，故而在表面层产生残余拉应力。
影响机械加工表面质量的因素
1.2影响加工表面层物理力学性能的因素
2．表面层材料金相组织变化 当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。 一般切削加工（如车、铣、刨削等），产生切削热的工件加工表面温升不会达到相变的临 界温度，因此不会发生金相组织变化。磨削加工时，由于磨粒在高速下进行切削、刻划 和划擦，使工件表面温度很高，常达 900℃以上，达到相变温度，引起表面层金相组织发 生变化，从而使表面层的硬度下降，并伴随出现残余应力，甚至产生细微裂纹，这种现 象称为磨削烧伤。磨削烧伤将严重影响零件的使用性能。因此，磨削是一种典型的容易 产生加工表面金相组织变化的加工方法。 严重的磨削烧伤使零件的使用寿命成倍下降，甚至无法使用。工件磨削出现的烧伤 色是工件表面烧伤时产生的氧化膜颜色，由于烧伤程度不同，氧化膜厚度不等，氧化膜 呈现的颜色不同，有黄、褐、紫、蓝等色，紫色和蓝色氧化膜为烧伤程度严重。改善磨 削烧伤有两个途径：一是尽可能地减少磨削热的产生；二是改善冷却条件，尽量使产生 的热量少传入工件。
影响机械加工表面质量的因素
1.1影响表面粗糙度的因素
3）工件材料 工件材料的硬度、塑性、韧性和导热性能等对表面粗糙度有显著影响。工件材料太 硬时，磨粒易钝化；太软时砂轮易堵塞；韧性大和导热性差的材料，使磨粒早期崩落而 破坏了微刃的等高性，因此均使表面粗糙度增大。 4）磨削用量 ①砂轮速度。提高砂轮速度可以增加在工件单位面积上的刻痕，同时使塑性变形造 成的隆起量下降，这是由于高速度下塑性变形的传播速度小于磨削速度，材料来不及变 形所致，因而表面粗糙度可以显著降低。 ②进给量。进给量小，则单位时间内加工的长度短，故表面粗糙度值小。 ③背吃刀量。减小背吃刀量，将减小工件材料的塑性变形，从而减小表面粗糙度值。 为兼顾磨削效率，通常先采用较大的磨削深度，而后采用小的背吃刀量或光磨。
表面粗糙度的成因及其影响因素分析
下载之后可以联系QQ1074765680索取图纸，PPT，翻译=文档摘要表面粗糙度是指零件表面上具有较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征。
它主要是由机械加工形成的（表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面几何形状）,直接影响机械零件的配合性质，表面的耐磨性、抗腐蚀性、疲劳强度、密封性、导热性及使用寿命。
首先，对表面粗糙度的基础知识进行了简要介绍；其次，着重分析了影响零件表面粗糙度的因素及其影响规律和趋势；在此基础上，探寻改善和提高表面粗糙度的措施和方法；最后，举例说明表面粗糙度的一些选择和测量。
关键词: 粗糙度相关分析控制Analysis of formation mechanism of surface roughness and it’sinfluence factorAbstractSurface roughness is the distance between the surface and has a smaller peak which consists of tiny micro-geometry characteristics. It is mainly formed by machining (surface roughness, surface waviness, surface defects, surface geometry), a direct impact on the nature of mechanical components with the surface of the wear resistance, corrosion resistance, fatigue strength, tightness, thermal conductivity and useful life.First, the basics of surface roughness have been briefed; Secondly, the focus on an analysis of the impact of parts of the surface roughness factors, and impact of laws and trends; On this basis, ways to improve and enhance the surface roughness of the measures and methods ; Finally, examples of surface roughness and measurement of the number of options.Keywords : Roughness, Relation Analysis, Control1目录1 绪论 (21)1.1表面粗糙度概述 (21)1.1.1表面粗糙度概念 (21)1.1.2表面粗糙度产生原因 (21)1.2表面粗糙度国内外研究现状 (21)1.3表面粗糙度研究的目的及意义 (22)2 表面粗糙度的影响因素分析 (22)2.1表面粗糙度的标准 (22)2.2表面粗糙度的因素 (23)2.2.1 刀具方面 (23)2.2.2切削条件 (24)2.3表面粗糙度的选择原则 (25)3 表面粗糙度的成因及其改善措施 (28)3.1控制目的 (28)3.2切削加工时表面粗糙度的成因与控制 (28)3.2.1形成原因 (28)3.2.2 控制措施 (31)4 结论 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)21 绪论1.1表面粗糙度概述1.1.1表面粗糙度概念表面粗糙度[1]是指零件表面上具有较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征。
影响粗糙度的因素分析
为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜
和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。 表面粗糙度仪
。单峰与相邻的单谷组成了一个微观不平度，称单个微观不平度。
5、轮廓峰和轮廓谷
轮廓峰是指在取样长度内轮廓与中线相交，连接两相邻交点向外的轮廓部分 。轮廓峰就是轮廓在中线以上的部分。轮廓谷是指在取样长度内，轮廓与中线相交，连接两相邻交点向内的轮廓部分,轮廓谷就是轮廓在中线以下的部分，轮廓峰与轮廓谷就组成了在取样长度这一段内的轮廓微观不平度。
2、 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。
3、表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。
。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。
进给量f
从几何因素中可知，减小进给量f可以降低残留面积的高度。同时也可以降低积屑瘤和鳞刺的高度，因而减小进给量可以使表面粗糙度值减小。但进给量减小到一定值时，再减小，塑性变形要占主导地位，粗糙度值不会明显下降。当进给量更小时，由于塑性变形程度增加，粗糙度反而会有所上升。
切削深度ap
影响机械加工表面质量的因素及改进措施
影响机械加工表面质量的因素及改进措施摘要：对大多数的机械工厂来说，对机械进行加工精度的分析，以及对相关加工工艺的选用，都是不可避免的关键过程，但是在大多数的情况下，机械加工都需要足够的经验支撑，才能够勉强实现。
关键词：机械加工；表面质量；改进措施1影响机械加工表面质量的因素1.1影响表面粗糙度的因素1.1.1材料的性能影响粗糙度机械加工后的表面性能主要受材料本身的性能影响。
通过研究能够得出以下结论：对于合金材料多为先经过热处理再进行加工的。
通过这种热处理的方法，能够有效降低在加工过程中对合金材料的磨损，在加工程序中增强耐磨能力，从而获得具有良好表面耐磨性的机械零件。
如合金零件的脆性指数非常高，或一些脆性指数较高的金属材料用于合金中，将使脆性高的新金属材料更容易被切割，形成大量的新金属材料报废。
切屑破碎后，在合金表面会留下许多凹凸部位，提高了加工表面的粗糙度。
若合金零部件的表层弹性比较好，其在过程中就会形成较大塑性变形，从而导致机械加工表面的粗糙程度增大。
通过使用激光选区熔化技术，对合金材料进行了高温预处理，并对通过高温预处理后的金属材料，与尚未通过激光选区熔炼工艺技术高温预处理的零部件，予以机械加工，以此来做对比。
结果表明，通过激光选区熔化技术预处理后的合金材料残余应力变化不大，加工后零件表层的土壤粗糙度也由10μm减少到5.2μm。
1.1.2切削加工影响粗糙度磨削过程中的速度、进给速度、磨刀长度和主要偏置角，是影响被加工零件外观质量的主要原因。
针对各种加工特性的金属材料，必须配合不同的机械加工切削要求，故而在使用表面塑形性较好的合金材料机械加工之后，为减少机械加工零件表面的粗糙度，就必须相应提升机械加工速度。
选用玻璃纤维板为主要机器磨削加工材料，在意大利PaolinoBacci有限公司制造的SMART五轴磨削加工机械设备上，使用硬质合金双刃和直刃柄铣刀等主要切割工具，更深层次地分析了切削速度、切削厚度，对机磨零件表面粗糙度的影响程度。
机械加工影响表面粗糙度的工艺因素
从影响表面粗糙度的成因可以看出,影响表面粗糙度的因素可以分为三类:第一类,与切削刀具有关;第二类,与工件材质有关;第三类,与加工条件有关。
1 切削加工影响表面粗糙度的因素1.1 切削用量切削参数选择的不同对表面粗糙度影响较大,应引起足够的重视。
切削速度在一定速度范围内,塑性材料容易产生积屑瘤或鳞刺,所以应避开这个积屑瘤区,如用中、低速容易形成积屑瘤。
切削深度切削深度对表面粗糙度基本上没有影响,但过小的切削深度将在刀尖圆弧下挤压过去,形成附加的塑性变形,增大表面粗糙度值。
进给量减小进给量可减小残留面积高度,但过小的进给量将使切屑厚度太薄。
当厚度小于刃口圆弧半径时,会引起薄层切削打滑,产生附加表面粗糙度。
1.2 刀刃在工件表面留下的残留面积被加工表面上残留的面积愈大,获得表面将愈粗糙。
用单刃刀切削时,残留面积只与进给量f 、刀尖圆弧半径ro及刀具的主偏角kr、副偏角k1r 有关。
减小进给量f,减小主偏角、副偏角,增大刀尖圆角半径,都能减小残留面积的高度H ,也就降低了零件的表面粗糙度值。
进给量f对表面粗糙度影响较大,但f值较低时,虽然有利于表面粗糙度值的降低,但影响生产率。
增大刀尖圆角半径ro,有利于表面粗糙度值的降低。
但刀尖圆角半径的增加,会引起吃刀抗力的增加,而吃刀抗力过大会造成工艺系统的振动。
减小主、副偏角,均有利于表面粗糙度值的降低。
但在精加工时, 主、副偏角对表面粗糙度值的影响较小。
1.3 工件材料的性质塑性材料与脆性材料对表面粗糙度都有较大的影响。
积屑瘤的影响(塑性材料) 在一定的切削速度范围内加工塑性材料时,由于前刀面的挤压和摩擦作用,使切屑的底层金属流动缓慢而形成滞留层,此时切屑上的一些小颗粒就会黏附在前刀面的的刀尖处,形成硬度很高的楔状物,称为积屑瘤。
积屑瘤的硬度可达工件硬度的2~3.5倍,它可代替切削刃进行切削,由于积屑瘤的存在,使刀具上的几何角度发生了变化,切削厚度也随之增大,因此将会在已加工表面上切出沟槽。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
影响表面粗糙度的因素
表面粗糙度是衡量已加工表面质量的重要标志之一，它对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和配合性质都有很大影响。
但是，在加工中表面粗糙度影响因素有很多，为了达到良好的表面粗糙度，我们就来了解一下这些因素有哪些。
影响表面粗糙度的因素
一、加工表面粗糙的原因
1、残留面积：残留面积是刀具的主、副切削刃切削后，残留在已加工表面上的一些尚未被切去的面积。
2、鳞刺：用高速钢刀具低速或中速切削塑性金属材料时，如低碳钢、中碳钢、不锈钢、铝合金等，常在已加工表面上产生鱼鳞片状的毛刺，称为鳞刺。
出现鳞刺会显著增大已加工表面的表面粗糙度。
3、积屑瘤：在切削过程中，当产生积屑瘤时，其突出的部分能代替切削刃切入工件，在已加工表面上划出深浅不一的沟纹；当积屑瘤脱落时，部分积屑瘤碎片粘附在已加工表面上，形成细小毛刺，造成表面粗糙度增大。
4、振动：在切削加工时，由于工艺系统产生周期性振动，使已加工表面出现条痕或波纹痕迹，使表面粗糙度值明显增大。
二、影响表面粗糙度的因素
凡影响残留面积、积屑瘤、鳞刺、振动的因素都影响加工表面粗糙度。
1、切削用量：进给量对残留面积的影响最大。
进给量减小，残留面积减小。
切削塑性金属时，当切削速度很低或很高时，表面粗糙度值较小。
这是因为低速时积屑瘤不易产生；切削速度较高时，塑性变形减小，可消除鳞刺的产生。
在切削脆性材料时，切削速度的影响较小，因为材料变形小，故表面粗糙度值也减小。
2、刀具几何参数：刀具的刀尖圆弧半径、主偏角和副偏角对残留面积和振动有较大的影响。
一般当刀尖圆弧半径增大，主偏角和副偏角减小时，表面粗糙度值小，但如果机床刚度低，刀尖圆弧半径过大或主偏角过小，会由于切削力增大而产生振动，使表面粗糙度值增大。
3、刀具材料：刀具材料不同，刃口圆弧半径的大小和保持锋利的时间是不同的。
高速钢刀具能刃磨得很锋利，但保持的时间较短，所以在低速切削时表面粗糙度
值较小。
硬质合金刀具刃磨后刃口圆弧半径较大，在高速度下切削表面粗糙度值较小。
4、工件材料：加工塑性材料时，工件材料的塑性越低，硬度越高，则出现积屑瘤、鳞刺、冷硬的现象减少，表面粗糙度值越小。
因此高碳钢、中碳钢、调质钢加工后表面粗糙度值比低碳钢小，加工铸铁时，由于切屑呈崩碎型，故在同样加工条件下，切削铸铁的表面粗糙度值比钢大。