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

王先芹

（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。当其角度为负数值时，就会导致切屑向已加工方向流出。当其角度为零值时，就会导致切屑向加工方向流出。

（5）刀尖圆弧半径的确定。一般情况下，刀尖圆弧半径越大越有利于加工，而且其要做到与副切削刃进行相切，这样有利于此环节工作和后续工作的顺利开展，此环节需在不影响清根基础上进行。除此之外，其半径的大小也是确定进给量的主要依据。

2.2合理控制切削速度

切削速度是形成切削热和影响表面质量的共同主要因素，其中，切削速度是通过利用积屑瘤、鳞刺等问题来影响工件表面质量。以45#钢为例，当其中等切削速度达到每分钟50米时，就极容易形成积屑瘤，进而降低工件表面质量，但是，当切削低速达到每分钟120米时，就会明显提高工件表面质量，特别需要注意的是，在加工过程中不可出现切削速度过高现象，这样会严重磨损到刀具，甚至会引起振动问题的出现，使其精度达不到加工标准，所以，工作人员需要高度注重此环节工作，给车床切削工作的顺利开展提供良好的基础保障。

2.3合理选择切削液

当进行到低速切削精加工过程时，合理选择切削液能够有效缓解工件和刀具表面相摩擦问题，并在此基础上有效控制切削温度，使其温度下降，尽可能消除积屑瘤、鳞刺等问题的出现，进而真正实现提高其表面质量的目的，充分发挥其在此过程中的抑制作用。

3结束语

综上所述可知，影响车床切削加工表面质量的因素有很多，所以，在实际加工过程中，工作人员必须要提高对以上内容的重视，进而保证切削加工工作顺利开展，进而真正提高其表面质量，并充分发挥此技术的应用价值。

参考文献：

[1]管佳燕.基于加工表面形貌的数控车床误差辨识方法与仿真研究[D].浙江大学，2018.