【摘 要】机械零件的表面质量对零件使用时的耐磨性、配合精度、疲劳强度、抗腐蚀性等有很大的影响，接影响到零件的工作时的性能，尤其是它的可靠性和寿命。提高加工表面的质量，减小零件粗糙度，对保证零件的使用性能、提高零件及其机器的寿命具有重要的意义。本文作者就切削加工中影响表面粗糙度的因素进行分析，和如何减小表面粗糙度的方法提出了一些方法。
　　 【关键词】零件表面；粗糙度；加工质量；性能；切削
　　一、切削加工中影响表面粗糙度的因素
　　（1）刀刃在工件表面留下的残留面积。工件的已加工表面是由刀具的主副切削刃切削后形成的，两条切削刃在已加工表面上残留的面积越大，获得的表面将越粗糙。当rε=0时，残留面积高H=。当刀尖的圆角半径rε≠0，H=。在实际的切削过程中，切削刃的表面粗糙度也会反映在工件已加工表面上，此外，切削刃还会将残留面积挤歪，实际表面粗糙度的最大值大于残留面积高度。（2）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。第一，塑性材料（积屑瘤的影响）。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流层，此时切屑上的一些小颗粒就会粘附在前刀面上的刀尖处，形成硬件度很高的楔状物，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。积屑瘤生成以后，当切屑与积屑瘤的摩擦大于积屑瘤与刀面的冷焊强度或受到振动、冲击时，积屑瘤会脱落，又会逐渐形成新的积屑瘤。由此可见，积屑瘤的生成、长大和脱落，使切削发生波动，并严重影响工件的表面质量。第二，鳞刺的影响。鳞刺是由于切屑在前刀面上的磨擦和冷焊作用造成周期性的停留，代替刀具推挤切削层，造成切削层金属的积聚，切削层和工件之间出现撕裂现象，如此连续发生，就在工件表面上形成一系列的鳞刺，构成已加工表面的纵向粗糙度。形成鳞刺的原因有：一是由于机械加工系统的振动所引起的；二是由于切屑在前刀面上的摩擦和冷焊作用，使切屑在前刀面上产生周期性停留，从而挤拉已加工表面，这种挤拉作用严重时会使表面出现撕裂现象。第三，脆性材料。在加工脆性时，切屑呈不规则的碎粒状，加工表面往往出现微粒崩碎痕迹，留下许多麻点，增大了表面粗糙度。（3）切削用量。选择不同的切削参数对表面粗糙度影响较大。在一定的速度范围内，如用中、低速（一般1＜υc＜80m/min）加工塑性材料容易形成积屑瘤或鳞刺。（4）工艺系统的高频振动。工艺系统的高频振动，使工件和刀尖的相对位置发生微幅振动，使表面粗糙度加大。（5）切削液。切削液在加工过程中具有冷却、润滑和清洗作用，能降低切削温度和减轻前、后刀面与工件的摩擦，从而减少切削过程中的塑性变形并抑制积屑瘤和鳞刺的生长，对降低表面粗糙度有很大作用。
　　二、减小表面粗糙度的方法
　　（1）切削用量方面。第一，切削速度vc。切削速度对表面粗糙度的影响较复杂，一般在低速度或在高速度切削时，不会产生积屑瘤，因此加工后表面粗糙度值小。用较高的切削速度，还可大大提高生产率。比如：用YT15切削35钢，临界切削速度v＞100m/min。第二，进给量f。适当减少进给量f将使表面粗糙度值减小。第三，切削深度ap。一般说，切削深度ap对加工表面粗糙度影响不明显。但当ap＜0.02～0.03mm时，由于加工半径的影响，常出现挤压、打滑和周期性的切入加工表面，从而使表面粗糙度值增大。（2）刀具方面。第一，刃倾角λs。增大刃倾角对降低表面粗糙度有利。因为λs增大，实际工作前角随之增大，切削力F明显下降，从而可减轻工艺系统的振动，减小加工表面的粗糙度数值。第二，主偏角kγ、副主偏角k’γ、刀尖圆弧半径rε。减小刀具的主偏角kγ和副主偏角k’γ以及增大刀尖圆弧半径rε，可减小切削残留面积，使其表面粗糙度降低。第三，前角γo增大前角γo，有利于减小表面粗糙度值。前角大刃口锋利，切削层的塑性变形和磨擦阻力小，切削力和切削热降低。第四，提高刀具刃磨质量，减小刀具前、后刀面的粗糙度数值，使其不大于Ra1.25μm。第五，选用与工件亲合力小的刀具材料。（3）其它方面。第一，低速切削時采取减小切削厚度；第二，增大前角等措施以及高速切削时，采用硬质合金刀具；第三，将工件材料作调质处理；第四，减小前角等措施都可以抑制鳞刺的产生；第五，车细长轴时取90°或91°～93°的主偏角（使用跟刀架时为使轴靠紧爪面，常取80%以上），在后刀面磨出消振棱；第六，使用冷却润滑液，可以很有效地减小前刀面与切屑之间、后刀面与工件之间的摩擦，从而有利于降低表面粗糙度。
　　参 考 文 献
　　[1]汤习成主编．机械制造工艺学[M]．北京：中国劳动社会保障出版社，2004