脉冲电流对表面粗糙度的影响分析

为保证实验条件的一致性，加电切削前后均在同一试样上进行，切削参数保持一致。在加入不同电流密度前后切削20Cr 钢料其表面粗糙度的变化对比，如图2所示。

明显看出，高能电脉冲确实能改善切削后表面的质量，不同程度地降低了加工表面粗糙度。但由于此系列实验只是为了验证电脉冲是否对切削性能和表面粗糙度有影响，所以试验的20Cr 钢料的直径并不统一，因此随着电流密度的增加，表面粗糙度的变化并不是一直降低，这和切削过程中的线速度有很大关系，但对照每组样品下的表面粗糙度值，证明电脉冲的引入还是起到了降低粗糙度和提高表面质量的作用。

图2　20Cr 正常切削和加电切削后表面粗糙度的变化(www.xing528.com)

当电流密度为10.9 A／mm2 时，从切削表面宏观形貌图3（a）可以明显看出正常切削和电切削加工质量的差别，电脉冲明显改善了20Cr 的切削状态，切削后的表面更为平滑光亮；再从微观形貌图3（b）上对比出电切削对表面粗糙度的影响，右侧加电脉冲的切削表面平整，刀具切削的每道次都较为光滑，切削表面几乎没有撕裂和高低起伏的现象。而正常切削的表面可看到刀具切削时遗留的长裂纹，以及切屑剥落时撕扯留下的凹凸不平的表面。可见，电脉冲对材料塑性的提高可以改善其切削加工性能。这也为后续电切削系列实验的开展奠定了基础。

图3　20Cr 在引入电流密度为10.9 A／mm2前后切削表面对比

（a）宏观形貌；（b）微观形貌