切削要素多表面加工質量的影響

一、實驗目的

1、了解加工表面粗糙度的影響因素。2、了解降低加工表面粗糙度的工藝措施。3、通過實驗測出數據驗證切削用量f、ap對加工表面粗糙度的影響,達到深化、鞏固所學的基本概念和基本理論的目的。4、研究切削速度、切削深度和走刀量等因素對加工質量的影響規律。5、掌握確定切削參數的基本方法。二、實驗裝備

設備:CA6140普通車床;粗糙度對照樣板塊、粗糙度測量儀等;刀具:硬質合金車刀若干把。三、基本原理

3.1零件經切削加工后的質量包括精度和表面質量。(1)精度是指零件在加工之后,其尺寸、形狀等參數的實際數值同它們絕對準確的各個理論參數相符合的程度。符合程度越高,亦即偏差(加工誤差)越小,則加工精度越高。(2)表面質量已加工表面質量(也稱表面完整性)包括表面粗糙度、表層加工硬化的程度和深度、表層剩余應力的性質和大小。3.2影響表面粗糙度的因素

3.2.1切削加工影響表面粗糙度的因素(1)刀具幾何形狀的反映刀具相對于工件作進給運動時,在加工表面留下了切削層殘留面積,其表面形狀是刀具幾何形狀的反映。減小主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑,均可減小殘留面積的高度。

此外,適當增大刀具的前角以減小切削時的塑性變形程度,合理選擇潤滑液及提高刀具刃磨質量以減小切削時的塑性變形和抑制刀瘤、鱗刺的生成,也是減小表面粗糙度值的有效措施。(2)工件材料的性質

加工塑性材料時,由刀具對金屬的擠壓產生了塑性變形,加之刀具迫使切屑與工件分離的撕裂作用,使表面粗糙度值加大。工件材料韌性愈好,金屬的塑性變形愈大,加工表面就愈粗糙。加工脆性材料時,其切屑呈碎粒狀,由于切屑的崩碎而在加工表面留下許多麻點,使表面粗糙。(3)切削用量的選擇

切削三要素的選擇也是影響表面粗糙度的重要因素。切削三要素包括工件表面旋轉線速度(V)、進給速度(F)、吃刀深度(Ap)。合理的提高工件旋轉線速度,降低進給速度,降低吃刀深度,都可以起到提高表面質量的作用。以上是依車削加工為例進行的分析和研究。此外,銑削、刨削及磨削也是同樣的道理。3.2.2切削用量的合理選擇切削用量對切削加工的影響:(1)對加工質量的影響:切削深度和進給量增大,都會使切削力增大,降低加工精度和增大表面粗糙度值。切削速度增大時,切削力減小,并可減小或避免積屑瘤,有利于加工質量和表面質量的提高。(2)對基本工藝時間的影響:切削用量三要素對基本工藝時間的影響是相同的。(3)對刀具耐用度和輔助時間的影響:切削速度對刀具耐用度的影響最大,進給量的影響次之,切削深度的影響最小。綜合切削用量三要素對刀具耐用度、生產率和加工質量的影響,選擇切削用量的順序應為:首先選盡可能大的切削深度,其次選盡可能大的進給量,最后選盡可能大的切削速度。

粗加工時,應以提高生產率為主,同時還要保證規定的刀具耐用度。因此,一般選取較大的切削深度和進給量,切削速度不能很高。精加工時,應以保證零件的加工精度和表面質量為主,同時也要考慮刀具耐用度和獲得較高的生產率。精加工往往采用逐漸減小切削深度的方法來逐步提高加工精度,進給量的大小主要依據表面粗糙度的要求來選取。四、實驗內容

在車床上固定試件,裝夾好刀具。試件材料:45#鋼,試件直徑由現場定。刀具材料:YT15硬質合金車刀刀具參數:κr＝90;κr＇＝8;λs＝0;αo＝7;r＝0.1mm。切削用量:

＝0.28mm/r,ap＝2mmυ＝60m/min。改變車刀前角:γo＝00;150;300。用不同前角的車刀分別切削一段試棒,停車收集切屑并觀察切削顏色(注意安全,防止燙傷)。測量,并將結果記錄。4.1切削速度υ對加工表面質量的影響:車床上固定試件,裝夾好刀具。試件材料:45#鋼,試件直徑由現場定。改變切削速度;速度取值很關鍵,必須在實驗前進行計算,從低速到高速,取加工段及長度為6*50mm:切削轉速＝180;260;360;560;800;1120rpm;進給量

=0.1mm切削深度ap=0.5mm然后根據試棒直徑計算出對應的機床切削速度。與粗糙度樣板對比得出對應段的粗糙度值記錄.4.2刀具深度對加工表面質量的影響取加工段及長度為6*30mm:切削深度ap＝0.5;1;1.5;2;2.5;3mm進給量

=0.1mm切削轉速=560rpm然后根據試棒直徑計算出對應的機床切削速度。與粗糙度樣板對比得出對應段的粗糙度值記錄.4.3進給量

對加工表面質量的影響取加工段及長度為6*35mm:進給量

＝0.05;0.1;0.15;0.2;0.25;0.3mm切削深度ap=1mm切削轉速=560rpm然后根據試棒