工艺因素对加工表面粗糙度的影响

影响加工表面粗糙度的工艺因素主要来源于工艺系统要素的几何因素和切削的物理条件两个方面。不同的加工方法，影响加工表面粗糙度的主要工艺因素也不相同。

1）普通切削加工后的表面粗糙度

切削加工表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度。影响切削残留面积高度的因素主要包括刀尖圆弧半径rε、主偏角κr、副偏角κ′r及进给量f等。

图5.18给出了车削、刨削时残留面积高度的计算示意图。图5.18（a）是用尖刀切削的情况，切削残留面积的高度为

图5.18（b）是用圆弧刀刃切削的情况，切削残留面积的高度为

图5.18　车削、刨削时残留面积的高度

从以上两式可知，进给量f和刀尖圆弧半径rε对切削加工表面粗糙度的影响比较明显。切削加工时，选择较小的进给量f和较大的刀尖圆弧半径rε将会使表面粗糙度得到改善。(www.xing528.com)

加工塑性材料切削速度处于20~50 m/min时，表面粗糙度最大，因为此时常容易出现积屑瘤，使加工表面质量严重恶化；当切削速度超过100 m/min时，粗糙度下降，并趋于稳定。在实际切削时，选择低速宽刀精切和高速精切，往往可以得到较小的表面粗糙度值。

加工脆性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响不大。但是，切削脆性材料比切削塑性材料更容易达到表面粗糙度的要求。对于同样的材料，金相组织越是粗大，切削加工后的表面粗糙度值也越大。为减小切削加工后的表面粗糙度值，常在精加工前进行调质等处理，目的在于得到均匀细密的晶粒组织和较高的硬度。

此外，合理选择切削液、适当增大刀具的前角、提高刀具的刃磨质量等均能有效减小表面粗糙度值。

2）磨削加工后的表面粗糙度

正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面层金属的塑性变形（物理因素）决定的，但磨削过程要比切削过程复杂得多。

（1）几何因素的影响

磨削的机理表明磨削表面是由砂轮上大量的磨粒刻划出无数极细的沟槽形成的。单纯从几何因素考虑，可以认为在单位面积上刻痕越多，砂轮的粒度越大，刻痕的等高性越好，则磨削表面的粗糙度值越小。

（2）表面层金属的塑性变形的影响

砂轮的磨削速度远比一般切削加工的速度高得多，且磨粒大多为负前角，磨削区比压大，切削温度很高，工件表层温度有时可达900℃，工件表层金属容易产生相变而产生磨削烧伤。因此，磨削过程的塑性变形要比一般切削过程大得多。