表面粗糙度的成因及其影響因素分析

1、 摘 要 表面粗糙度是指零件表面上具有較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。它主要是由機(jī)械加工形成的（表面粗糙度、表面波紋度、表面缺陷、表面幾何形狀）,直接影響機(jī)械零件的配合性質(zhì)，表面的耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、密封性、導(dǎo)熱性及使用壽命。首先，對(duì)表面粗糙度的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹；其次，著重分析了影響零件表面粗糙度的因素及其影響規(guī)律和趨勢(shì)；在此基礎(chǔ)上，探尋改善和提高表面粗糙度的措施和方法；最后，舉例說(shuō)明表面粗糙度的一些選擇和測(cè)量。關(guān)鍵詞: 粗糙度 相關(guān)分析 控制analysis of formation mechanism of surface roughness and its in

2、fluence 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 mechan

3、ical 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 i

4、mpact 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, control目 錄1 緒論11.1表面粗糙度概述11.1.1表面粗糙度概念11.1.2表面粗糙度產(chǎn)生原因11.2

5、表面粗糙度國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3表面粗糙度研究的目的及意義2 2 表面粗糙度的影響因素分析22.1表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)22.2表面粗糙度的因素32.2.1 刀具方面32.2.2切削條件32.3表面粗糙度的選擇原則43 表面粗糙度的成因及其改善措施83.1控制目的83.2切削加工時(shí)表面粗糙度的成因與控制83.2.1形成原因83.2.2 控制措施114 結(jié)論13謝辭15參考文獻(xiàn)161 緒論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較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。它主要是由機(jī)械加工形成的（表面粗糙度、表面波紋度、表面缺陷、表面幾何形狀）,直接影響機(jī)械零件的配合

6、性質(zhì)，表面的耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、密封性、導(dǎo)熱性及使用壽命。2因此，表面粗糙度是評(píng)定機(jī)器和機(jī)械零件量的重要指標(biāo)之一，是機(jī)械零件的生產(chǎn)、加工和驗(yàn)收過(guò)程中一項(xiàng)必不可少的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。1.1.2表面粗糙度產(chǎn)生原因在加工過(guò)程中，由于刀具與制件表面之間的摩擦、切削或壓制時(shí)的塑性變形，以及工藝系統(tǒng)中高頻振動(dòng)等因素的作用，使被加工表面產(chǎn)生微觀幾何變形。31.2表面粗糙度國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀從近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)粗糙度方面的論文來(lái)看，數(shù)量成指數(shù)地增加.這表明表面粗糙度測(cè)量和表征技術(shù)的研究一直處于上升趨勢(shì)，一方面是由于商用儀器(如:stm、afm和光學(xué)掃描干涉儀等)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力、控制技術(shù)的提高;另一方

7、面是由于尖端技術(shù)、國(guó)防工業(yè)和精密工程等對(duì)零件的表面質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。4表面粗糙度的表征參數(shù)都是在某一法向截面所截得的輪廓線上進(jìn)行評(píng)定，只反映高度和橫向距離之間的關(guān)系，屬于二維評(píng)定.當(dāng)表面粗糙度在一小面積區(qū)域內(nèi)評(píng)定時(shí)，還有縱向距離關(guān)系，這就屬于三維評(píng)定.近年來(lái)研制了許多三維表面微觀形貌測(cè)量?jī)x，才使得在局部表面上三維評(píng)定表面粗糙度成為可行，而且國(guó)際上方興未艾. 5最近,國(guó)內(nèi)外在表征和研究表面粗糙度等方面越來(lái)越多地使用分形幾何理論這一有力的數(shù)學(xué)工具。研究表明很多種機(jī)加工表面呈現(xiàn)出隨機(jī)性、多尺度性和自仿射性,即具有分形的基本特征,因而使用分形幾何來(lái)研究表面形貌將是合理地、有效地。確定分形的重要

8、參數(shù)有分形維數(shù)d和特征長(zhǎng)度a,它們可以衡量機(jī)加工表面輪廓的不規(guī)則性,理論上不隨取樣長(zhǎng)度變化和儀器分辨率變化,并能反映表面形貌本質(zhì)的特征,能夠提供傳統(tǒng)的表面粗糙度評(píng)定參數(shù)(如ra、ry、rz等)所不能提供的信息。美國(guó)topometrix公司生產(chǎn)的掃描探針顯微鏡(spm)軟件體系中,已將分形維數(shù)作為評(píng)價(jià)表面微觀形貌的參數(shù)之一。678隨著超光滑表面的粗糙度數(shù)值接近納米級(jí)甚至埃級(jí)，不同測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果不一致性對(duì)表面特征的評(píng)價(jià)影響越來(lái)越大。為此，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院制作了一組尺寸范圍從29nm一152um的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階高度樣塊，其標(biāo)準(zhǔn)值取決于本身的實(shí)際尺寸.另外還建立了一組高精度標(biāo)準(zhǔn)樣塊，其尺寸用三種

9、不同的方法校準(zhǔn)，如相移干涉顯微鏡、校準(zhǔn)原子力顯微鏡(c一afm)和高分辨力的觸針式儀器。如果用這些不同的方法測(cè)量臺(tái)階高度的精確值，能取得好的一致性，則樣塊臺(tái)階高度將作為精密校準(zhǔn)的基準(zhǔn)。9101.3表面粗糙度研究的目的及意義隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求.如既要求產(chǎn)品具有長(zhǎng)的和沒(méi)有麻煩的使用壽命，又要利于能源的再利用和環(huán)境保護(hù)，保證產(chǎn)品的三個(gè)階段.制造使用垃圾/再循環(huán)，協(xié)調(diào)發(fā)展.各制造商競(jìng)相生產(chǎn)具有優(yōu)勢(shì)性的零缺陷產(chǎn)品，以增強(qiáng)其市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)零件表面的物理和幾何性能提出了非?？量痰囊?這就使儀器制造商生產(chǎn)性能更好、更全面，精度更高的檢測(cè)設(shè)備。在飛速發(fā)展的21世

10、紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國(guó)防的高速發(fā)展必然會(huì)對(duì)零件表面粗糙度提出更高的要求，元器件的智能化、小型化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)纫蟛牧系某叽缭絹?lái)越小。零件表面粗糙度無(wú)疑是研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象。112表面粗糙度的影響因素分析2.1表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)為了統(tǒng)一指標(biāo)、統(tǒng)一方法和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),各國(guó)都制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)制定工作是從50年代開(kāi)始的,經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)展,已由當(dāng)初單純解決圖樣標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一問(wèn)題開(kāi)始,逐步完善修訂為現(xiàn)在的gb/t 1031表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值、gb/t 131機(jī)械制圖表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其注法

11、、gb 3505表面粗糙度術(shù)語(yǔ)表面及其參數(shù)等系列標(biāo)準(zhǔn),而成為我國(guó)重要的工業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一,并為其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所引用。gb/t 1031-1995(代替gb 1031-83)規(guī)定了表面粗糙度的參數(shù)和數(shù)值系列,gb/t 131-93(代替gb 131-83)又規(guī)定了圖樣上表面粗糙度的標(biāo)注方法及代號(hào)的含義,只要正確使用這些標(biāo)準(zhǔn),表面粗糙度要求在圖樣上是十分清楚的。但是在其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及一些技術(shù)文件中需要對(duì)零件作出表面粗糙度要求時(shí),由于標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件的編寫特點(diǎn),大多采用文字?jǐn)⑹龅燃右砸?guī)定。這些表述如果不正確,會(huì)給理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)麻煩,同時(shí)影響到標(biāo)準(zhǔn)自身的質(zhì)量。12目前我國(guó)評(píng)定表面粗糙度的參數(shù)，根

12、據(jù)gb/t1031-1995表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值規(guī)定，表面粗糙度參數(shù)首先從三項(xiàng)高度參數(shù)輪廓算術(shù)平均偏差ra、微觀不平度十點(diǎn)高度rz和輪廓最大高度ry中選取。根據(jù)表面功能的需要，在高度參數(shù)不能滿足要求的情況下，可選用輪廓微觀不平度的平均間距sm、輪廓的單峰平均間距s和輪廓支承長(zhǎng)度率tp。對(duì)表面粗糙度有要求的表面須給出高度參數(shù)值和評(píng)定時(shí)的取樣長(zhǎng)度。間距參數(shù)sm、s和形狀特性參數(shù)tp一般不單獨(dú)使用，常作為補(bǔ)充參數(shù)與高度參數(shù)共同控制零件的表面粗糙度。2.2表面粗糙度的因素2.2.1 刀具方面(1)刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)中對(duì)表面粗糙度影響最大的是刀尖圓弧半徑、副偏角和修光刃。刀尖圓弧半徑對(duì)表面粗糙度

13、有很大影響:半徑增大時(shí)，殘留面積減小，另一方面變形將增加。由于前一種變形影響較大，所以當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑增大時(shí)，表面粗糙度將降低。因此在剛度允許的條件下.增大刀尖圓弧半徑是降低表面粗糙度的好方法。副偏角越小，表面粗糙度越低。但減小副偏角容易引起振動(dòng)，故減小副偏角，必須視機(jī)床系統(tǒng)的剛度而定。當(dāng)副偏角達(dá)到一定值時(shí)，再增大半徑，也不會(huì)使表面粗糙度值增加。采用一段長(zhǎng)度稍大于進(jìn)給量的修光刃是降低表面粗糙度的有效措施，利用增加修光刃來(lái)消除殘留面積是實(shí)際加工工件中常常采用的方法。前角對(duì)表面粗糙度沒(méi)有直接的影響，對(duì)抑制積屑瘤和麟刺有利，可使刃口回弧半徑減小，所以在中、低速范圍內(nèi)適當(dāng)增大可有利于減小表面粗糙度。(2

14、)刀具的刃磨質(zhì)量刀刃前、后刀面，切削刃本身的粗糙度值直接影響被加工面的粗糙度。一般來(lái)說(shuō)，刀刃前、后刀面的粗糙度比加工面要求的粗糙度小l一2級(jí)。(3)刀具的材料刀具材料與被加工材料金屬分子的親和力大時(shí)，被加工材料容易與刀具而生成粘結(jié)積屑瘤和鱗刺，且被粘結(jié)在刀刃上的金屬與被加工表面分離時(shí)還會(huì)形成附加的粗糙度。因此凡是粘結(jié)情況嚴(yán)重或摩擦嚴(yán)重的，表面粗糙度都大;反之如果粘結(jié)和摩擦不嚴(yán)重的，表面粗糙度都小。2.2.2切削條件(1)切削速度加工塑性材料時(shí)，切削速度對(duì)積屑瘤和麟刺的影響非常顯若。切削速度較低易產(chǎn)生幼刺，低速至中速易形成積屑瘤，粗糙度也大。避開(kāi)這個(gè)速度區(qū)域，表面粗糙度值會(huì)減小。加工脆性材料時(shí).

15、因?yàn)橐话悴粫?huì)形成積屑瘤和鱗刺，所以切削速度對(duì)表面粗糙度無(wú)影響。由此可見(jiàn)，用較高的切削速度，既可提高生產(chǎn)率，同時(shí)又可使加工表面粗糙度較小。所以最重要的是發(fā)展各種新刀的材料和相應(yīng)的新刀具結(jié)構(gòu)，以便有可能采用更高的切削速度。(2)進(jìn)給量從幾何因素中可知，減小進(jìn)給量可以降低殘留面積的高度。同時(shí)也可以降低積屑瘤和麟刺的高度，因而減小進(jìn)給量可以使表面粗糙度值減小。但進(jìn)給量減小到一定值時(shí)，塑性變形要占主導(dǎo)地位，粗糙度值不會(huì)明顯下降。當(dāng)進(jìn)給量更小時(shí)，由于塑性變形程度增加，粗糙度反而會(huì)有所上升。(3)切削深度一般來(lái)說(shuō)，切削深度對(duì)加工表面粗粗度的影響是不明顯的，在實(shí)際工作中可以忽略不計(jì)。但當(dāng)切削深度在0.02到0

16、.03之間時(shí)，由于刀刃不是絕對(duì)尖銳而是有一定的圈弧半徑，這時(shí)正常切削就不能進(jìn)行，常擠壓繞過(guò)加工表面而切不下圓周將在加工表面上引起附加的扭性變形.從而使加工表面粗糙度增大。所以切削加工不能選用過(guò)小的切削深度。但過(guò)大的切削深度也會(huì)因切削力、切削熱劇增而形響加工精度和表面質(zhì)量。(4)切削液切削液的冷卻和潤(rùn)滑作用，能減小切削過(guò)程的界面摩擦，降低切削粗糙度，從而減少了切削過(guò)程的塑性變形并抑制積屑瘤和鱗刺的生長(zhǎng)，因此對(duì)減小加工表面粗糙度有利。(5)被加工材料一般來(lái)說(shuō)，材料韌性越好，塑性變形傾向越大，在切削加工中，表面粗糙度就越大。被加工材料對(duì)表面粗糙度的影響與其金相組織狀態(tài)有關(guān)。2.3表面粗糙度的選擇原則

17、1.選擇原則（1）在滿足表面工作要求的情況下，盡量選大值。（2）同一零件上，工作表面粗糙度值低于非工作表面粗糙度值。（3）摩擦表面粗糙度值低于非摩擦表面粗糙度值。（4）受循環(huán)負(fù)荷的表面及易引起應(yīng)力集中的表面粗糙度值要小。（5）配合性質(zhì)穩(wěn)定性要求高的結(jié)合表面，粗糙度值要小。對(duì)動(dòng)配合，配合間隙小的表面，粗糙度值要??；對(duì)靜配合，要求連接牢固可靠，承受載荷大時(shí)粗糙度值要小。（6）配合性質(zhì)相同，零件尺寸越小則粗糙度值越?。煌还畹燃?jí)，小尺寸比大尺寸的粗糙度值要小，軸比孔的粗糙度值要小。132.常用的選擇零件表面粗糙度的方法及弊病在機(jī)械零件設(shè)計(jì)工作中粗糙度的選擇方法有3種，即計(jì)算法、試驗(yàn)法和類比法。應(yīng)用

18、最普遍的是類比法，此法雖簡(jiǎn)便、迅速、有效，但需要有充足的參考資料。目前，設(shè)計(jì)中最常用的是與公差等級(jí)相適應(yīng)的表面粗糙度，即計(jì)算法。通常情況下，機(jī)械零件尺寸公差要求越小，機(jī)械零件的表面粗糙度值也越小，但它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。如一些機(jī)器、儀器上的手柄、手輪以及衛(wèi)生設(shè)備、食品機(jī)械上的某些機(jī)械零件的修飾表面，它們的表面要求加工得很光滑（即表面粗糙度要求很高），但其尺寸公差要求卻很低。3.按零件類型及公差等級(jí)選擇零件表面粗糙度在實(shí)際工作中，對(duì)于不同類型的機(jī)器，其零件在相同尺寸公差的條件下，對(duì)表面粗糙度的要求是有差別的，原因是在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，對(duì)于不同類型的機(jī)器，其零件的配合穩(wěn)定性和互

19、換性的要求是不同的。因此，我們把粗糙度的選擇同零件類型聯(lián)系起來(lái)更趨于合理。機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中把零件分為精密機(jī)械零件、普通精密機(jī)械零件及通用機(jī)械零件3種類型。在此我們通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將舊的表面粗糙度國(guó)標(biāo)(gb103168)轉(zhuǎn)換為參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)iso頒布的新國(guó)標(biāo)(gb103183)，采用優(yōu)先選用的評(píng)定參數(shù)，即輪廓算術(shù)平均偏差值ra(1)/(l)l0ydx。并采用ra優(yōu)先選用的第一系列數(shù)值，推導(dǎo)出表面粗糙度ra與尺寸公差it之間的有關(guān)關(guān)系式為：第1類：ra1.6ra0.008it ra0.8ra0.010it 第2類：ra1.6ra0.021it ra0.8ra0.01

20、8it 第3類：ra0.042it 并將上述3種關(guān)系式列表，如表1、表2、表3所示。表1用于精密機(jī)械零件公差等級(jí)基本尺寸336610101818303050508080120120180180250250315315400400500表面粗糙度數(shù)值it60.10.20.4it70.10.20.40.8it80.20.41.6it90.20.41.6it100.40.81.63.2it110.81.63.26.3it120.81.63.26.3表2用于普通精密機(jī)械零件公差等級(jí)基本尺寸336610101818303050508080120120180180250250315315400400500

21、表面粗糙度數(shù)值it60.20.40.8it70.20.40.81.6it80.40.81.63.2it90.81.63.26.3it101.63.26.312.5it111.63.26.312.5it126.46.312.5表3用于通用機(jī)械零件公差等級(jí)基本尺寸336610101818303050508080120120180180250250315315400400500表面粗糙度數(shù)值it70.81.63.2it80.81.63.26.3it91.63.26.312.5it103.26.312.5it116.312.525it126.312.525第1類主要用于精密機(jī)械，對(duì)配合的穩(wěn)定性要求很高

22、，要求零件在使用過(guò)程中或經(jīng)多次裝配后，其零件的磨損極限不超過(guò)零件尺寸公差值的10%，這主要應(yīng)用在精密儀器、儀表、精密量具的表面、極重要零件的摩擦面，如汽缸的內(nèi)表面、精密機(jī)床的主軸頸、坐標(biāo)鏜床的主軸頸等。第2類主要用于普通的精密機(jī)械，對(duì)配合的穩(wěn)定性要求較高，要求零件的磨損極限不超過(guò)零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接觸面，其主要應(yīng)用在如機(jī)床、工具、與滾動(dòng)軸承配合的表面、錐銷孔，還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的接觸面如滑動(dòng)軸承的配合表面、齒輪的輪齒工作面等。第3類主要用于通用機(jī)械，要求機(jī)械零件的磨損極限不超過(guò)尺寸公差值的50%，沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件接觸面，如箱蓋、套筒，要求緊貼的表面、鍵和鍵槽的工作面；

23、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不高的接觸面，如支架孔、襯套、帶輪軸孔的工作表面、減速器等等。在機(jī)械零件設(shè)計(jì)工作中，按尺寸公差選擇表面粗糙度數(shù)值時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同類型的機(jī)器，選擇相應(yīng)的表值。14 需要說(shuō)明的是，表中ra采用第1系列值，而舊的國(guó)標(biāo)ra的極限值為第2系列值，換算時(shí)會(huì)遇到數(shù)值上靠和下靠的問(wèn)題。我們?cè)诒碇斜碇挡捎蒙峡?，因?yàn)檫@有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，個(gè)別值采用下靠。在設(shè)計(jì)中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實(shí)際出發(fā)，全面衡量零件的表面功能和工藝經(jīng)濟(jì)性，才能作出合理的選擇。3表面粗糙度的成因及其改善措施3.1控制目的表面粗糙度對(duì)零件的摩擦系數(shù)、密封性、耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、配合性質(zhì)以及導(dǎo)熱、導(dǎo)電性

24、能等均有影響，所以合理控制零件的表面粗糙度，對(duì)提高產(chǎn)品性能具有至關(guān)緊要的作用。3.2切削加工時(shí)表面粗糙度的成因與控制3.2.1形成原因物理因素即非正常原因造成的表面粗糙度。多數(shù)情況下是在巳加工表面的殘留面積上疊加著一些不規(guī)則的金屬生成物、粘附物或刻痕。形成它們的原因有：（1）積屑瘤 積屑瘤的產(chǎn)生，是由于在切削過(guò)程中切屑的塑性流動(dòng)及刀具與切屑的外摩擦超過(guò)了內(nèi)摩擦，在刀具和切屑間很大的壓力作用下造成切削底層與刀具前面發(fā)生冷焊。積屑瘤對(duì)表面粗糙度的影響有兩方面：它能刻劃出縱向的溝紋來(lái)；它還會(huì)在破碎脫落時(shí)沾附在已加工表面上。其主要原因是：當(dāng)積屑瘤在生長(zhǎng)階段時(shí)，它與前刀面的粘結(jié)比較牢，因此積屑瘤在已加工

25、表面上刻劃縱向溝紋的可能性大于對(duì)已加工表面的沾附。當(dāng)積屑瘤處于最大范圍以及消退階段，它已經(jīng)不很穩(wěn)定，這時(shí)它一方面雖然還時(shí)而刻劃溝紋，但更多的是沾附在已加工表面上。在一定的切削速度范圍內(nèi)，新生的切屑底層金屬與前刀面發(fā)生強(qiáng)烈的擠壓和摩擦，破壞了前刀面的氧化膜和吸附膜，使其與前刀面的接觸面積逐漸增大。同時(shí)在巨大的壓力作用下切屑底層的流動(dòng)速度較切屑的上層金屬緩慢的多，并將沿前刀面產(chǎn)生很大的變形，即出現(xiàn)滯流現(xiàn)象。此外，壓力作用將使切屑底層金屬填滿前刀面的微觀凹谷，發(fā)生冷焊。冷焊層具有較大的強(qiáng)度和硬度，能抵抗切削力作用而不致從前刀面上脫落，形成第一層積屑瘤。由于切屑還在繼續(xù)流動(dòng)，因而與第一層積屑瘤接觸的一

26、層金屬又產(chǎn)生很大的變形并冷焊層積在第一層積屑瘤上面。這樣不斷冷焊層積，積屑瘤不斷長(zhǎng)大。當(dāng)積屑瘤長(zhǎng)到一定高度時(shí)，由于積屑瘤改變了前刀面的實(shí)際形狀，使切屑與前刀面的接觸條件和受力情況發(fā)生變化，積屑瘤不再繼續(xù)生長(zhǎng)，一個(gè)完整的機(jī)屑瘤便形成了。積屑瘤包覆著切削刃和前刀面的一部分，一旦形成便替代切削刃和前刀面進(jìn)行切削，從而切削刃和前刀面得到了積屑瘤的保護(hù)。但是積屑瘤存在的穩(wěn)定性較差，常因冷焊結(jié)的破裂而把刀具前刀面近刀尖處的金屬帶走一部分，反而加劇了刀具的磨損。（2）鱗刺 鱗刺是指已加工表面上鱗片狀的毛刺。鱗刺的成因是在切削過(guò)程中，切屑與前刀面產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦條件下出現(xiàn)的粘結(jié)現(xiàn)象，在堆積的粘結(jié)層擠壓下，加劇了金

27、屬層的塑性變形，致使刀刃前方的加工表面上產(chǎn)生導(dǎo)裂，當(dāng)切削力超過(guò)粘結(jié)力時(shí)，切屑流出并被切離，而導(dǎo)裂層殘留在巳加工表面上形成鱗刺。鱗刺對(duì)已加工表面質(zhì)量有嚴(yán)重的影響，它往往使表面粗糙度等級(jí)降低24級(jí)。（3）振動(dòng) 切削過(guò)程中如果有振動(dòng)，加工表面會(huì)出現(xiàn)振紋，表面粗糙度就會(huì)顯著變大。振動(dòng)是由于徑向切削力fr太大，或工件系統(tǒng)的的剛度小而引起的。切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)使加工表面產(chǎn)生振紋。振紋呈縱向分布，橫向分布或斜向分布。振動(dòng)波形高低與振動(dòng)的振幅、振紋的密度和振動(dòng)的頻率有關(guān)。振動(dòng)不僅對(duì)刀具的磨損有很大影響，還惡化了加工表面質(zhì)量。振動(dòng)有自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)。自激振動(dòng)是由于切削過(guò)程中的作用力的變動(dòng)而引起的。例如切削與刀

28、具間的摩擦力變化、刀具磨損產(chǎn)生作用力、機(jī)屑瘤不穩(wěn)定導(dǎo)致切削厚度的變化等。強(qiáng)迫振動(dòng)是由外界的周期性作用力引起的，例如，機(jī)床運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)、安裝誤差造成離心力作用、滑動(dòng)導(dǎo)軌的形狀誤差、工件材質(zhì)的不均勻、間斷切削和崩碎切削作用等。（4）其他因素 除上述以外，造成巳加工表面粗糙不平的原因還有：刀具后刀面磨損造成的擠壓和摩擦痕跡；刀刃上缺陷復(fù)映在加工表面上的溝痕；被切屑拉毛和刮傷痕跡等。切削加工時(shí)，由于刀具切削刃的幾何形狀、幾何參數(shù)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及切削刃本身的粗糙度等原因，未能將被加工表面上的材料層完全干凈地去除掉，在已加工表面上遺留下殘留面積，殘留面積的高度構(gòu)成了表面粗糙度ra。 圖1車刀縱車外圓 圖2車刀

29、縱車外圓r=0圖3車刀縱車外圓r0如圖1和圖2所示，用刀尖圓弧半徑=0的車刀縱車外圓時(shí)，每完成一單位進(jìn)給量f后，留在已加工表面上的殘留面積abc，它的高度rmax即為理論粗糙度的輪廓最大高度ry，由上圖可知=(1)并由殘留面積abc計(jì)算出長(zhǎng)度內(nèi)輪廓算術(shù)平均偏差r為：(2)上式表明，殘留面積為三角形時(shí)，理論粗糙度的輪廓算術(shù)平均偏差r是殘留面積高度rmax的1/4。如圖3，用刀尖圓弧半徑0的車刀縱車外圓時(shí)留下的殘留面積，它的高度rmax為：(3)經(jīng)推算得輪廓算術(shù)平均偏差r為(4)由上式可見(jiàn)，進(jìn)給量f、刀具主偏角r、副偏角r越大、刀尖圓弧半徑r越小，則切削層殘留面積就越大，r值也越大，零件加工表面就

30、越粗糙。以上式是理論計(jì)算結(jié)果，稱為理論粗糙度。實(shí)際上加工表面的粗糙度總是大于按以上計(jì)算的殘留面積的高度，只有切削脆性材料或高速切削塑性材料時(shí)，實(shí)際加工表面的粗糙度才比較接近殘留面積的高度，這說(shuō)明影響表面粗糙度的還有其它原因。表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響，零件表面越粗糙，配合表面間的實(shí)際有效接觸面積越小，單位面積壓力增大，表面易磨損。但過(guò)于光滑的表面不利于潤(rùn)滑油的儲(chǔ)存，還會(huì)增加兩表面的分子吸附作用，磨損也會(huì)加劇。具有粗糙度的兩表面貼合時(shí)，往往是凸峰頂部先接觸。因此，實(shí)際接觸面積大大小于理論接觸面積，粗糙度越大，實(shí)際接觸面積越小。在初期磨損階段，因零件表面有較多的尖峰，實(shí)際接觸面積極小，因而磨損

31、較快。隨著磨損的加大，實(shí)際接觸面積逐漸增大，單位面積載荷逐漸下降，磨損過(guò)程減緩而趨向穩(wěn)定，進(jìn)入正常磨損階段。最后磨損繼續(xù)發(fā)展，實(shí)際接觸面積越來(lái)越大，產(chǎn)生了金屬分子間的親和力，使表面容易咬焊，從而進(jìn)入急劇磨損階段。3.2.2 控制措施1.合理選擇切削用量（1）切削速度。切削速度v是影響表面粗糙度的一個(gè)重要因素。加工塑性材料如普通碳鋼時(shí)，切削速度較低易產(chǎn)生鱗刺，低速至中速易形成積屑瘤，粗糙度也大。避開(kāi)這個(gè)速度區(qū)域，表面粗糙度值會(huì)減小。加工脆性材料時(shí)，因?yàn)橐话悴粫?huì)形成積屑瘤和鱗刺，所以切削速度對(duì)表面粗糙度基本無(wú)影響。由此可見(jiàn)，用較高的切削速度，既可提高生產(chǎn)率，同時(shí)又可使加工表面粗糙度較小。所以不斷地

32、創(chuàng)造條件以高提切削速度，一直是提高工藝水平的重要方向。其中發(fā)展新刀具材料和采用先進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)，常可使切削速度大為提高。15（2）進(jìn)給量。進(jìn)給量f越小，表面殘留面積高度越低，因此，表面粗糙度越小。在高速區(qū)，利用減小進(jìn)給量來(lái)提高加工表面質(zhì)量是一個(gè)較為有效的措施；在中速區(qū)，為了抑制積屑瘤，應(yīng)選取較大的進(jìn)給量，但還應(yīng)配合選用較小副偏角kr或磨出修光刃，以達(dá)到減小殘留面積高度的目的；在低速區(qū)，適當(dāng)?shù)販p小進(jìn)給量后能減少或抑制積屑瘤、鱗刺等現(xiàn)象產(chǎn)生，使表面粗糙度值減少。2.合理選擇刀具幾何參數(shù)（1）前角和后角。適當(dāng)增大刀具的前角使刀具易于切入工件，塑性變形小有利于減小表面粗糙度值。當(dāng)前角一定時(shí)，后角越大，切削

33、刃鈍圓半徑越小，刀刃越鋒利；同時(shí)，還能減小后刀面與加工表面間的摩擦和擠壓，有利于減小表面粗糙度值。但后角太大削弱了刀具的強(qiáng)度，容易產(chǎn)生切削振動(dòng)，使表面粗糙度值增大。（2）主、副偏角和刀尖圓弧半徑。減少刀具的主偏角kr和副偏角kr和增大刀尖圓弧半徑r，可減小切削殘留面積，使其表面粗糙度值減小。（3）刃傾角。大刃傾角s刀具能較明顯地降低表面粗糙度。由于刃傾角s增大，實(shí)際工作前角也隨之增大。切削過(guò)程中的金屬塑性變形程度隨之下降，于是切削力f也明顯下降，這會(huì)顯著地減輕工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，而從使加工表面的粗糙度值減小。3.選擇合適的刀具材料刀具材料與被加工材料金屬分子的親和力大時(shí)，被加工材料容易與刀具粘結(jié)而

34、生成積屑瘤和鱗刺，且被粘結(jié)在刀刃上的金屬與被加工表面分離時(shí)還會(huì)形成附加的粗糙度。因此凡是粘結(jié)情況嚴(yán)重，摩擦嚴(yán)重的，表面粗糙度都大；反之，表面粗糙度都小。如涂層硬質(zhì)合金和陶瓷材料在高溫時(shí)，刀面上形成氧化保護(hù)膜，它能減少與加工表面間的摩擦系數(shù)，故有利于加工表面粗糙度的降低。4.改善工件材料的性能一般來(lái)說(shuō)，工件材料的強(qiáng)度、硬度和導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)切削溫度的影響很大。因?yàn)閱挝磺邢髁κ怯绊懬邢鳒囟鹊闹匾蛩?，而工件材料的?qiáng)度、硬度又直接決定了單位切削力，所以，工件材料的強(qiáng)度、硬度高時(shí)，產(chǎn)生的切削熱多，切削溫度升高。材料韌性越好，塑性變形傾向越大，在切削加工中，表面粗糙度就越大。因此，必要時(shí)對(duì)工件先進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)

35、等熱處理，以提高硬度，降低塑性和韌性，切削過(guò)程中積屑瘤、粘屑影響小，以改善工件材料的性能也是加工時(shí)減小其表面粗糙度值的有效措施。5.選擇合適的切削液正確選用切削液能顯著地減小表面粗糙度。因切削液的冷卻和潤(rùn)滑作用，能減小切削過(guò)程的界面摩擦，降低切削區(qū)溫度，從而減少了切削過(guò)程中的塑性變形并抑制積屑瘤和鱗刺的生長(zhǎng)，因此對(duì)減小加工表面粗糙度有利。切削液的冷卻作用主要是通過(guò)熱的傳導(dǎo)作用帶走大量的切削熱，降低切削溫度，提高刀具的耐用度，減少工件、刀具的熱膨脹，提高加工精度。在切削速度高，刀具、工件材料導(dǎo)熱性差，而熱膨脹系數(shù)又較大的情況下，切削液的冷卻作用尤為重要。切削液的冷卻性能決定于它的導(dǎo)熱系數(shù)、比容、

36、汽化熱、汽化速度以及流量、流速等。水的導(dǎo)熱系數(shù)為油的3-5倍，比熱約大一倍，故其冷卻性能最好。切削液的潤(rùn)滑作用是使工件、刀具、切屑間形成邊界潤(rùn)滑摩擦條件，通過(guò)切削液的滲透，在刀具與切屑、工件的接觸面上形成吸附粘膜，減少金屬與金屬直接接觸面積，降低摩擦系數(shù)和摩擦力，減少切削變形，因而起到潤(rùn)滑作用。同時(shí)還可以抑制積屑瘤的生長(zhǎng)，減小加工表面粗糙度值，減少切削力，降低切削溫度，提高刀具耐用度。切削速度對(duì)切削溫度的影響最大，而且還能影響切削液的滲透的時(shí)間，所以，它對(duì)切削液的潤(rùn)滑效果有很大的影響。一般說(shuō)來(lái)，切削速度越高，切削液的潤(rùn)滑效果越低。然而，切削速度高時(shí)，主要考慮切削液的冷卻作用，這對(duì)降低切削溫度、

37、提高刀具的耐用度將有顯著效果。切削液的潤(rùn)滑效果還與它的切削條件有關(guān)。例如，切削厚度越大，工件材料強(qiáng)度越高，潤(rùn)滑效果就越差。為了防止工件、機(jī)床、刀具受周圍介質(zhì)腐蝕，要求切削液具有良好的防銹作用。防銹作用取決于切削液的本身性能。防銹的添加劑可在金屬表面吸附或化合，形成保護(hù)膜，防止與腐蝕介質(zhì)接觸而起到防銹作用。金屬切削過(guò)程中，有時(shí)產(chǎn)生一些細(xì)小的切屑。為了防止碎屑或磨粉劃傷已加工的工件表面和機(jī)床導(dǎo)軌面，防止磨屑嵌在砂輪空隙中降低磨削性能，要求切削液有良好的清洗作用。此外，加工后的表面粗糙度要低，對(duì)于使用的機(jī)床系統(tǒng)，也應(yīng)具有較高的精度和剛度及較強(qiáng)的抗振性，否則，即使有很好的刀具，選擇最佳的切削用量等也很

38、難獲得高質(zhì)量的加工表面。164結(jié)論本論文通過(guò)調(diào)查文獻(xiàn)來(lái)獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握這個(gè)研究問(wèn)題，了解有關(guān)零件表面粗糙度的基本參數(shù)和影響因素。如何更好的控制表面粗糙度，達(dá)到產(chǎn)品最優(yōu)化。對(duì)表面粗糙度的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹；其次，著重分析了影響零件表面粗糙度的因素及其影響規(guī)律和趨勢(shì)；在此基礎(chǔ)上，探尋改善和提高表面粗糙度的措施和方法。零件表面粗糙度無(wú)疑是研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象。謝辭本論文在馬利杰老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成，從課題選擇到具體的寫作過(guò)程，都凝聚著馬老師的心血和汗水，在此向馬老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 在臨近畢業(yè)之際，我還要

39、借此機(jī)會(huì)向在這四年中給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。同時(shí)，在論文寫作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書(shū)籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 我還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見(jiàn)，對(duì)于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。參考文獻(xiàn)1前蘇b克拉蓋爾斯基. 摩擦、磨損與潤(rùn)滑手冊(cè)m. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19822德kh哈比希. 材料的磨損與硬度m, 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19873葛中民. 耐磨損設(shè)計(jì)m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19914劉長(zhǎng)生. 汽車摩擦學(xué)m.合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社,19925徐灝. 機(jī)械設(shè)

40、計(jì)手冊(cè)(第一冊(cè))m.機(jī)械工業(yè)出版社,1998 6柳輝. 互換性與技術(shù)測(cè)量. 華東理工大學(xué)出版社,20067付風(fēng)嵐. 胡業(yè)發(fā). 張新寶. 公差與檢測(cè)技術(shù) 科學(xué)出版社, 2006 8姜明燦. 公差與測(cè)量技術(shù) 華中科技大學(xué)出版社,20069eung-suk lee,suk-hwan suh and jin-wook shon. a comprehensive method for calibration of volumetric positioning accuracy of cnc-machines. advanced manufacturing technology, 1998,14(1):

41、4349. 10dufour p, groppetti r. computer aided accuracy improvement in larger nc machine tools. m.t.d.r. conference proceedings,198811李書(shū)和. 數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)难芯縟. 天津：天津大學(xué),199612廖平蘭. 機(jī)床加工過(guò)程綜合誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償技術(shù)j. 機(jī)械工程學(xué)報(bào),1992,28(2) 13李書(shū)和.張奕群.楊世民. 多軸機(jī)床空間誤差的一般模型j. 儀器儀表學(xué)報(bào),199714楊建國(guó).薛秉源. 車削中心熱誤差模態(tài)分析及魯棒建模j. 中國(guó)機(jī)械工程,199815施華廷. 機(jī)械

42、制造基礎(chǔ). 大連海事學(xué)院出版社, 199416喬元信. 公差配合與技術(shù)測(cè)量. 中國(guó)計(jì)量技術(shù)出版社，2006下載之后可以聯(lián)系qq1074765680 索取圖紙，ppt，翻譯=文檔 摘 要 表面粗糙度是指零件表面上具有較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。它主要是由機(jī)械加工形成的（表面粗糙度、表面波紋度、表面缺陷、表面幾何形狀）,直接影響機(jī)械零件的配合性質(zhì)，表面的耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、密封性、導(dǎo)熱性及使用壽命。首先，對(duì)表面粗糙度的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹；其次，著重分析了影響零件表面粗糙度的因素及其影響規(guī)律和趨勢(shì)；在此基礎(chǔ)上，探尋改善和提高表面粗糙度的措施和方法；最后，舉例說(shuō)明表面粗糙度

43、的一些選擇和測(cè)量。關(guān)鍵詞: 粗糙度 相關(guān)分析 控制analysis of formation mechanism of surface roughness and its influence 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, surfa

44、ce 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,

45、 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 :

46、 roughness, relation analysis, control目 錄1 緒論11.1表面粗糙度概述11.1.1表面粗糙度概念11.1.2表面粗糙度產(chǎn)生原因11.2表面粗糙度國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3表面粗糙度研究的目的及意義2 2 表面粗糙度的影響因素分析22.1表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)22.2表面粗糙度的因素32.2.1 刀具方面32.2.2切削條件32.3表面粗糙度的選擇原則43 表面粗糙度的成因及其改善措施83.1控制目的83.2切削加工時(shí)表面粗糙度的成因與控制83.2.1形成原因83.2.2 控制措施114 結(jié)論13謝辭15參考文獻(xiàn)161 緒論1.1表面粗糙度概述1.1.1表面粗糙度

47、概念表面粗糙度1是指零件表面上具有較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。它主要是由機(jī)械加工形成的（表面粗糙度、表面波紋度、表面缺陷、表面幾何形狀）,直接影響機(jī)械零件的配合性質(zhì)，表面的耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、密封性、導(dǎo)熱性及使用壽命。2因此，表面粗糙度是評(píng)定機(jī)器和機(jī)械零件量的重要指標(biāo)之一，是機(jī)械零件的生產(chǎn)、加工和驗(yàn)收過(guò)程中一項(xiàng)必不可少的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。1.1.2表面粗糙度產(chǎn)生原因在加工過(guò)程中，由于刀具與制件表面之間的摩擦、切削或壓制時(shí)的塑性變形，以及工藝系統(tǒng)中高頻振動(dòng)等因素的作用，使被加工表面產(chǎn)生微觀幾何變形。31.2表面粗糙度國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀從近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)粗糙度方面的論文來(lái)看，數(shù)量

48、成指數(shù)地增加.這表明表面粗糙度測(cè)量和表征技術(shù)的研究一直處于上升趨勢(shì)，一方面是由于商用儀器(如:stm、afm和光學(xué)掃描干涉儀等)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力、控制技術(shù)的提高;另一方面是由于尖端技術(shù)、國(guó)防工業(yè)和精密工程等對(duì)零件的表面質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。4表面粗糙度的表征參數(shù)都是在某一法向截面所截得的輪廓線上進(jìn)行評(píng)定，只反映高度和橫向距離之間的關(guān)系，屬于二維評(píng)定.當(dāng)表面粗糙度在一小面積區(qū)域內(nèi)評(píng)定時(shí)，還有縱向距離關(guān)系，這就屬于三維評(píng)定.近年來(lái)研制了許多三維表面微觀形貌測(cè)量?jī)x，才使得在局部表面上三維評(píng)定表面粗糙度成為可行，而且國(guó)際上方興未艾. 5最近,國(guó)內(nèi)外在表征和研究表面粗糙度等方面越來(lái)越多地使用

49、分形幾何理論這一有力的數(shù)學(xué)工具。研究表明很多種機(jī)加工表面呈現(xiàn)出隨機(jī)性、多尺度性和自仿射性,即具有分形的基本特征,因而使用分形幾何來(lái)研究表面形貌將是合理地、有效地。確定分形的重要參數(shù)有分形維數(shù)d和特征長(zhǎng)度a,它們可以衡量機(jī)加工表面輪廓的不規(guī)則性,理論上不隨取樣長(zhǎng)度變化和儀器分辨率變化,并能反映表面形貌本質(zhì)的特征,能夠提供傳統(tǒng)的表面粗糙度評(píng)定參數(shù)(如ra、ry、rz等)所不能提供的信息。美國(guó)topometrix公司生產(chǎn)的掃描探針顯微鏡(spm)軟件體系中,已將分形維數(shù)作為評(píng)價(jià)表面微觀形貌的參數(shù)之一。678隨著超光滑表面的粗糙度數(shù)值接近納米級(jí)甚至埃級(jí)，不同測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果不一致性對(duì)表面特征的評(píng)價(jià)影

50、響越來(lái)越大。為此，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院制作了一組尺寸范圍從29nm一152um的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階高度樣塊，其標(biāo)準(zhǔn)值取決于本身的實(shí)際尺寸.另外還建立了一組高精度標(biāo)準(zhǔn)樣塊，其尺寸用三種不同的方法校準(zhǔn)，如相移干涉顯微鏡、校準(zhǔn)原子力顯微鏡(c一afm)和高分辨力的觸針式儀器。如果用這些不同的方法測(cè)量臺(tái)階高度的精確值，能取得好的一致性，則樣塊臺(tái)階高度將作為精密校準(zhǔn)的基準(zhǔn)。9101.3表面粗糙度研究的目的及意義隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求.如既要求產(chǎn)品具有長(zhǎng)的和沒(méi)有麻煩的使用壽命，又要利于能源的再利用和環(huán)境保護(hù)，保證產(chǎn)品的三個(gè)階段.制造使用垃圾/再循環(huán)，協(xié)調(diào)發(fā)展.各制造商競(jìng)相

51、生產(chǎn)具有優(yōu)勢(shì)性的零缺陷產(chǎn)品，以增強(qiáng)其市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)零件表面的物理和幾何性能提出了非?？量痰囊?這就使儀器制造商生產(chǎn)性能更好、更全面，精度更高的檢測(cè)設(shè)備。在飛速發(fā)展的21世紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國(guó)防的高速發(fā)展必然會(huì)對(duì)零件表面粗糙度提出更高的要求，元器件的智能化、小型化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)纫蟛牧系某叽缭絹?lái)越小。零件表面粗糙度無(wú)疑是研究領(lǐng)域中最富有活力、對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對(duì)象。112表面粗糙度的影響因素分析2.1表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)為了統(tǒng)一指標(biāo)、統(tǒng)一方法和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),各國(guó)都制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)制定工作是從50年代開(kāi)始的,

52、經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)展,已由當(dāng)初單純解決圖樣標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一問(wèn)題開(kāi)始,逐步完善修訂為現(xiàn)在的gb/t 1031表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值、gb/t 131機(jī)械制圖表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其注法、gb 3505表面粗糙度術(shù)語(yǔ)表面及其參數(shù)等系列標(biāo)準(zhǔn),而成為我國(guó)重要的工業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一,并為其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所引用。gb/t 1031-1995(代替gb 1031-83)規(guī)定了表面粗糙度的參數(shù)和數(shù)值系列,gb/t 131-93(代替gb 131-83)又規(guī)定了圖樣上表面粗糙度的標(biāo)注方法及代號(hào)的含義,只要正確使用這些標(biāo)準(zhǔn),表面粗糙度要求在圖樣上是十分清楚的。但是在其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及一些技術(shù)文件中需要對(duì)零件作出表面粗糙度

53、要求時(shí),由于標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件的編寫特點(diǎn),大多采用文字?jǐn)⑹龅燃右砸?guī)定。這些表述如果不正確,會(huì)給理解和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)麻煩,同時(shí)影響到標(biāo)準(zhǔn)自身的質(zhì)量。12目前我國(guó)評(píng)定表面粗糙度的參數(shù)，根據(jù)gb/t1031-1995表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值規(guī)定，表面粗糙度參數(shù)首先從三項(xiàng)高度參數(shù)輪廓算術(shù)平均偏差ra、微觀不平度十點(diǎn)高度rz和輪廓最大高度ry中選取。根據(jù)表面功能的需要，在高度參數(shù)不能滿足要求的情況下，可選用輪廓微觀不平度的平均間距sm、輪廓的單峰平均間距s和輪廓支承長(zhǎng)度率tp。對(duì)表面粗糙度有要求的表面須給出高度參數(shù)值和評(píng)定時(shí)的取樣長(zhǎng)度。間距參數(shù)sm、s和形狀特性參數(shù)tp一般不單獨(dú)使用，常作為補(bǔ)充參數(shù)與高度參數(shù)共

54、同控制零件的表面粗糙度。2.2表面粗糙度的因素2.2.1 刀具方面(1)刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)中對(duì)表面粗糙度影響最大的是刀尖圓弧半徑、副偏角和修光刃。刀尖圓弧半徑對(duì)表面粗糙度有很大影響:半徑增大時(shí)，殘留面積減小，另一方面變形將增加。由于前一種變形影響較大，所以當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑增大時(shí)，表面粗糙度將降低。因此在剛度允許的條件下.增大刀尖圓弧半徑是降低表面粗糙度的好方法。副偏角越小，表面粗糙度越低。但減小副偏角容易引起振動(dòng)，故減小副偏角，必須視機(jī)床系統(tǒng)的剛度而定。當(dāng)副偏角達(dá)到一定值時(shí)，再增大半徑，也不會(huì)使表面粗糙度值增加。采用一段長(zhǎng)度稍大于進(jìn)給量的修光刃是降低表面粗糙度的有效措施，利用增加修光刃來(lái)消除殘留面積是實(shí)際加工工件中常常采用的方法。前角對(duì)表面粗糙度沒(méi)有直接的影響，對(duì)抑制積屑瘤和麟刺有利，可使刃口回弧半徑減小，所以在中、低速范圍內(nèi)適當(dāng)增大可有利于減小表面粗糙度。(2)刀具的刃磨質(zhì)量刀刃前、后刀面，切削刃本身的粗糙度值直接影響被加工面的粗糙度。一般來(lái)