摘要
零件的表面质量的好坏直接影响到机械零件的配合精度，也反映了此零件的使用性能。例如：表面的耐磨性、抗腐蚀性、疲劳强度、密封性、导热性及使用寿命。因此它是机械零件的一个主要精度指标。也对零件的使用性能产生重要影响。而加工表面质量包括表面的几何特征和表面层的物理力学性能两方面内容，而加工表面几何特征包括表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理等几个方面，其中表面粗糙度是构成加工表面几何特征的基本单元。因此分析零件的表面粗糙度具有重要的意义。
在机加工中无论使用何种金属切削加工方法来加工零件，其表面总会留下细微的凹凸不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面经过放大后仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度本文介绍了金属数控切削的加工方法，重点研究了车削和铣削加工。并且介绍了零件的表面粗糙度。主要分析了车削和铣削零件的表面形貌特征，本文所作的具体研究工作如下：
首先，介绍了金属表面粗糙度的研究目的和意义、表面粗糙度评定及发展现状。其次，对数控加工进行概述，重点介绍了车削和铣削加工的工艺特点以及车削和铣削加工的区别，并且概述了表面粗糙度的概念、表面粗糙度的评定参数。分析了表面粗糙度对零件使用性能的影响以及零件表面粗糙度的产生原因。最后，分析了数控车削和铣削加工零件的表面形貌特征。
关键词:表面粗糙度车削加工铣削加工
Abstract
This article is to metal CNC cutting surface roughness of the comparison and analysis of the design, no matter use what in machining of metal cutting processing methods to processing parts, its surface always leaves a subtle uneven point, crisscross of ups and downs in peak and valley phenomenon, rough machining of surface after with the naked eye can see, after finishing the surface amplified still to be observed. This is part of the processing of the surface roughness
The surface quality of the direct influence on the accuracy of the machine parts with, also reflects the parts performance. The surface of the wear resistance, corrosion resistance, fatigue strength, sealing, thermal conductivity and service life. It is the mechanical parts of a major set precision index. The performance of the component also have an important impact on. So, analysis of the parts surface roughness has the vital significance.
This article made of concrete research work are as follows:
First of all, understand and analyze the numerical control turning and milling machining numerical control of surface morphology characteristic, in processing the surface roughness of the characteristic value of statistical calculation method, on the basis of turning and milling of surface roughness in value to calculate.
Secondly, collect data and statistical analysis, and make use of matlab6.5 software on the surface roughness measurement data acquisition and processing.
Finally, using the data from the surface roughness for turning and milling are compared and analyzed.
Keywords: surface roughness turning milling
目录
第1章绪论 (1)
1.1研究目的及意义 (1)
1.2金属表面粗糙度标准及发展现状 (1)
1.3课题研究方案及主要内容 (3)
第2章金属数控车削与铣削 (3)
2.1数控加工简介 (3)
2.2车削加工 (4)
2.2.1 车削的工艺特点 (5)
2.3铣削加工 (7)
2.3.1 铣削的工艺特点 (7)
2.3车削与铣削加工的区别 (8)
第3章表面粗糙的概述 (8)
3.1表面质量对零件使用性能的影响 (8)
3.2表面粗糙度定义 (10)
3.3表面粗糙度的产生原因 (10)
3.3.1 切削加工中表面粗糙度的影响因素 (11)
3.3.2 振动对表面质量的影响及控制 (15)
3.4表面粗糙的评定参数 (18)
3.4.1 基本术语 (18)
3.4.2 评定参数 (19)
3.4.3 表面粗糙度的选用 (21)
3.4.4 表面粗糙的测量 (22)
3.5车削与铣削加工零件的表面形貌特征 (23)
3.5.1 车削加工零件表面形貌特征 (24)
3.5.2 铣削加工零件表面形貌特征 (26)
结论 (28)
致谢 (28)
参考文献 (29)
第1章绪论
1.1研究目的及意义
随着现代社会经济的迅猛发展，机械工业对加工零件的表面质量提出了更高的要求，表面粗糙度就是衡量加工工件表面质量的重要指标之一，表面粗糙度反映的是机械零件表面的微观几何形状误差，其精度的高低极大的影响加工工件的使用性能，因此快速精确的测量出表面粗糙度成为现代社会的迫切需要。
在现代工业中，表面微观形貌正日益受人重视。在机械制造、汽车、仪器、精密工光学技术领域，表面微观形貌特征特别是表面粗糙度有着具体的要求。汽车工业中的活塞销为了配合衬套有足够的寿命，必须保证活塞销的轴向和径向的表面粗糙度满足要求。
无论使用何种金属切削加工方法来加工零件，其表面总会留下细微的凹凸不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面经过放大后仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度，而过去称之为表面光洁度。国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。
表面质量对疲劳强度的影响，表面残余拉应力促使裂纹扩展，压应力阻止裂纹扩展。表面残余拉应力促使裂纹扩展，而压应力阻止裂纹扩展。表层加工硬化会提高疲劳强度，而过大易产生裂纹。表层加工硬化及金相组织变化易产生内应力，导致拉应力易使工件开裂，压应力有利微裂纹闭合。表面质量对零件配合的影响是表面粗糙度值越大，零件配合精度越低。因此提高零件的加工精度有利于提高其配合精度。表面质量对工件的耐腐蚀性也有影响，表面粗糙度值越大，抗腐蚀性越差。
表面质量的好坏直接影响到机械零件的配合精度，也反映了此零件的使用性能。表面的耐磨性、抗腐蚀性、疲劳强度、密封性、导热性及使用寿命。它是机械零件的一个主要精度指标。也对零件的使用性能产生重要影响。而加工表面质量包括表面的几何特征和表面层的物理力学性能两方面内容，而加工表面几何特征包括表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理等几个方面，其中表面粗糙度是构成加工表面几何特征的基本单元。因此分析零件的表面粗糙度具有重要的意义。
1.2金属表面粗糙度的标准和发展
在零件表面粗糙度测量和精度评定中，通常的方法是用Ra参数反映零件表面
粗糙度，虽然其均值是最或然值，但它不能很充分地反映表面粗糙度的偶然误差特性。
为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。
表面粗糙度仪从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。首先是美国在1940年发布了ASA B46.1国家标准，之后又经过几次修订，成为现行标准ANSI/ASME B46.1-1988《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数；接着前苏联在1945年发布了GOCT2789-1945《表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法》国家标准，而后经过了3次修订成为GOCT2789-1973《表面粗糙度参数和特征》，该标准也采用中线制，并规定了包括轮廓均方根偏差即现在的Ra在内的6个评定参数及其相应的参数值。
另外，其它工业发达国家的标准大多是在50年代制定的，如联邦德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。以上各国的国家标准中都采用了中线制作为表面粗糙度参数的计算制，具体参数千差万别，但其定义的主要参数依然是Ra，这也是国际间交流使用最广泛的一个参数。
从近年来国内外发表的有关粗糙度方面的论文来看，数量成指数地增加。这表明表面粗糙度测量和表征技术的研究一直处于上升趋势，一方面是由于商用仪器的发展以及计算机运算能力、控制技术的提高；另一方面是由于尖端技术、国防工业和精密工程等对零件的表面质量提出了越来越高的要求。表面粗糙度的表征参数都是在某一法向截面所截得的轮廓线上进行评定，只反映高度和横向距离之间的关系，属于“二维”评定。当表面粗糙度在一小面积的区域内评定时，还包括纵向距离的关系，这就属于“三维”评定。而且近年来研制了许多三维表面微观形貌测量仪，才使得在局部表面上三维评定表面粗糙度成为可行。
最近，国内也在表征和研究表面粗糙度等方面越来越多地使用分形几何理论。研究表明很多种机加工表面呈现出随机性、多尺度性等,因此使用分形几何来研究表面形貌将是合理可行地。表面形貌评定的核心在于特征信号的无失真提取和对使用性能的量化评定，国内外学者在这一方面做了大量工作，提出了许多分离与重构方法。随着当今微机处理技术、集成电路技术、机电一体化技术等的发展，出现了用分形法、Motif 法、功能参数集法、时间序列技术分析法、最小二乘多项式拟合法、滤波法等各种评定理论与方法。
1.3课题研究方案及主要内容
研究方案：
（1）介绍金属数控切削的加工方法，重点研究车削和铣削加工。（2）概述零件的表面粗糙度。（3）分析车削和铣削加工零件的表面形貌特征。
主要内容：
首先，介绍了金属表面粗糙度的研究目的和意义、金属表面粗糙度标准及发展现状。其次，对数控加工进行概述，重点介绍了车削和铣削加工的工艺特点以及车削和铣削加工的区别，并且概述了表面粗糙度的概念、表面粗糙度的评定参数、表面粗糙度的选用原则、降低表面粗糙度的方法。分析了表面粗糙度对零件使用性能的影响以及零件表面粗糙度的产生原因。最后，分析了数控车削和铣削加工零件的表面形貌特征。
第2章数控加工
2.1数控加工简介
制造业是对原材料进行加工以及对零部件进行装配的工业部门的总称，是各个工业化或后工业化国家的主导产业之一。因其对其他产业提供技术手段，它的技术水平直接影响其它产业的竞争力。制造业的水平体现了国家的综合实力和国际竞争力。现在世界面临的趋势之一是经济全球化，而在经济全球化过程中，制造业的水平直接决定了一个国家的国际竞争力和在国际分工中的地位，对国家整体竞争力是至关重要的，制造业的水平决定了国家的综合实力，也是各国用于控制国家经济运行的重要武器。
制造业是我国国民经济的支柱产业，振兴制造业是发展经济的重点，而先进制造技术是振兴制造业的系统工程中的重要组成部分。其中，计算机数控技术（Computer Numerical Control，简称CNC）是近代迅速发展起来的一门自动化控制技术，它是微电子技术、计算机技、信息技术、监测技术与机械加工技术深度结合的机电一体化技术。
当前社会对机械产品的需求越来越多样化，产品更新越来越快，多品种、小批量生产显著增加；航空工业、汽车行业等余姚的很多零件形状复杂、精度要求高。传统的加工设备和方法很难适应这些要求，而数控技术则能有效地解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题。因此，近年来，数控加工技术得到了迅速的发展和广泛的应用。数控加工采用数字化信息对零件加工过程进行定义，并控制机床自动运行。它的主要优势有：
（1）具有复杂形状加工能力，数控加工运动的任意可控制性使其能完成普通加工方法难以完成或无法进行的复杂型面的加工。
（2）具有复杂形状加工能力，数控加工运动的任意可控制性使其能完成普通加工方法难以完成或无法进行的复杂型面的加工。
（3）高质量，数控加工是用数字程序控制实现的自动加工，派出了人为误差因素，且加工误差还可以由数控系统通过软件技术进行补偿校正。因此可以提高零件加工精度和产品质量。
（4）高效率，零件一次装夹能够完成多部位的加工，大大减少辅助时间。与普通机床相比，采用数控加工一般可用提高生产率2~3倍，而加工复杂零件有时可提高几十倍到几百倍。
（5）高柔性，只需改变零件程序即可适应不同品种的零件加工，几乎不需要制造专用工装夹具，适应现在多品种、小批量的生产需求。
最终机械产品的质量是反映产品满足用户期望功能的程度，是评价产品优劣的重要指标，包括加工精度和表面质量两个方面。其中加工精度的评价指标为各加工表面的尺寸精度和相互位置精度，表达了对零件宏观方面参数的要求；表面质量表达了对零件的微观几何特征和物理力学性能的要求
2.2车削加工
车削方法的特点是工件旋转，形成主切削运动，因此车削加工后形成的表面主要是回转面。也可以是加工工件的端面。通过刀具相对工件实现不同的进给运
动，可以获得不同工件形状。当刀具沿平行与工件旋转轴线运动时，就形成内、外圆柱面；当刀具沿与轴线相交的斜线运动时，就形成锥面。仿形车床或数控车床，可以控制刀具沿着一条曲线进给，从而形成特定的旋转曲面。采用成型车刀横向进给时，也可以加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削加工精度一般为IT8—IT7,表面粗糙度Ra为6.3—1.6μm。精车时，可以达到IT6—IT5，表面粗糙度Ra可达0.4—0.1μm。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具简单。如图2.1所示。
图2.1 车削
2.2.1车削的工艺特点
（1）易于保证工件各加工面的位置精度。这是因为车削加工过程是连续进行的，切削层公称横截面积不变，切削力变化小切削加工过程平稳所以加工精度高。
而且易于保证同轴度要求。利用卡盘安装工件时，回转轴线是车床主轴回转轴线。利用前后顶尖安装工件时，回转轴线是两顶尖的中心连线。
（2）切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力，允许采用较大的切削用量，高速切削，利于生产率提高。
（3）适于有色金属零件的精加工。有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时，不宜采用磨削加工，需要用车削或铣削等。用金刚石车刀进行精细车时，可达较高质量。
（4）刀具简单车刀制造、刃磨和安装均较方便。
在车床使用不同的车刀或其他刀具，可以加工各种问转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等，加工精度可达IT8～IT7 ,表面粗糙度Ra 值为1.6～0.8,车削常用来加工单一轴线的零件，如直轴和一般盘、套类零件等。若改变工件的安装位置或将车床适当改装，还可以加工多轴线的零件(如曲轴、偏心轮等)或盘形凸轮。单件小批生产中，各种轴、盘、套等类零件多选用适应性广的卧式车床或数控车床进行加工;直径大而长度短（长径比0.3～
0.8)的大型零件，多用立式车床加工。成批牛产外形较复杂，具有内孔及螺纹的中小型轴、套类零件时，应选用转塔车床进行加工.大批、大量生产形状不太复杂的小型零件，如螺钉、螺母、管接头、轴套类等时，多选用半自动和自动车床进行加工。它的生产率很高但精度较低。
2.3铣削加工
铣削的主切削运动是刀具的旋转运动，工件通过装夹在机床的工作台上完成进给运动。铣削刀具较复杂，一般为多刃刀具。不同的铣削方法，铣刀完成切削的切削刃不同。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外圆面上的刃形成的；立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高但由于铣刀刀齿的切入、切出形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。铣削时，铣刀在切离工件的一段时间内，可以得到一定冷却，因此散热比较好。
铣削是指用能旋转的圆形多刃刀具切削金属工件，是平面加工的主要方法之一。铣削平面的机床有卧式或立式升降台铣床，适于单件小批量生产。铣削分端铣和周铣。端铣法是用铣刀端面上的切削刃铣削工件。周铣法是用铣刀圆周表面上的切削刃铣削工件。
2.3.1 铣削的工艺特点
（1）铣刀各刀齿周期性地参与间断切削。
（2）每个刀齿在切削过程中的切削厚度是变化的。
按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向相反称为逆铣（如图2.2），反之称为顺铣（如图2.3）。
图2.2 逆铣
图2.3 顺铣
顺铣工件的进给运动方向跟铣刀的旋转方向相同，逆铣工件的进给运动方向跟铣刀的旋转方向相反。
实际生产中多用逆铣,因为顺铣情况下铣刀的切削力会使工件向前窜动,窜动是由于工作台的进给丝杠螺纹间有间隙,且间隙在运动的前方,顺铣时受前向突然增大的切削力,使工作台和工件向前跳动。逆铣和顺铣各有优缺点，应根据具体情况选用。顺铣的优缺点：
①刀具寿命长。
②表面质量好。
③夹紧力比逆铣小。
④容易造成工件窜动。
从上述比较可见，顺铣比逆铣更优越。因此，当铣床工作台具有丝杠河螺母间隙的调整装置、工件表面无硬皮时，应采用顺铣。但是目前一般铣床还没有消除工作台和螺母间隙的装置，所以，在生产中仍多采用逆铣。
铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra为6.3—0.8μm。普通铣削一般能加工平面或槽面等，用成形铣刀也可以加工出特定的曲面，如铣削齿轮等。数控铣床可通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时刀具一般采用球头铣刀。数控铣床在加工模具的模芯和型腔、叶轮机械的叶片等形状复杂的工件时，应用非常广泛，因而相应的多轴联动数控铣床发展也很快。
2.3 车削与铣削的区别
车削用来加工回转体零件，把零件通过三抓卡盘夹在机床主轴上，并高速旋转，然后用车刀按照回转体的母线走刀，切出产品外型来。车床上还可进行内孔，螺纹，咬花等的加工，后两者为低速加工。
数控车床可进行复杂回转体外形的加工。铣削是将毛坯固定，用高速旋转的铣刀在毛坯上走刀，切出需要的形状和特征。传统铣削较多地用于铣削轮廓和铣削槽类等简单工件。数控铣床可以进行复杂外形和特征的加工。用于加工，模具，检具，胎具，薄壁复杂曲面，人工假体，叶片等。在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。适宜采用数控铣削加工工艺内容有：（1）工件上的曲线轮廓，直线、圆弧、螺纹或螺旋曲线、特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓。（2）已给出数学模型的空间曲线或曲面。（3）形状虽然简单，但尺寸繁多、检测困难的部位。（4）用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等。（5）有严格尺寸要求的孔或平面。（6）能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状。（7）采用数控铣削加工能有效提高生产率、减轻劳动强度的一般加工内容。
第3章表面粗糙度概述
3.1表面质量对零件使用性能的影响
机械零件的机械加工质量，除了加工精度外，表面质量也是极其重要的而不容忽视的一个方面。产品工作性能，尤其是它的可靠性、耐久性，在很大程度上取决于其主要零件的表面质量。
机械加工的表面不可能是理想的光滑表面，而是存在着表面粗糙度、波度等表面几何形状误差以及划痕、裂痕等表面缺陷。表面层的材料在加工时也会产生物理性质的变化，有些情况下还会产生化学性质的变化。
综上可以归纳出，机械加工表面质量的主要内容应是：
（1）表面的几何形状特征，主要由以下两个部分组成：
①表面粗糙度。就是表面的微观几何形状误差。
②波度。介于加工精度（宏观）和表面粗糙度之间的周期性几何形状误差，它主要是加工过程中工艺系统的振动所引起的。
（2）表面层的物理、力学性能的变化，主要有以下三方面的内容：
①表面层因塑性变形引起的冷作硬化。
②表面层因切削热引起的金相组织变化。
③表面层产生的残余应力。
加工表面质量包括表面的几何特征和表面层的物理力学性能两方面内容，而加工表面几何特征包括表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理、伤痕等四个方面，其中表面粗糙度是构成加工表面几何特征的基本单元。
在机械零件的机械加工中，加工表面产生的表面微观几何形状误差和表面物理、力学性能的变化，虽然只发生在很薄的表面层，但长期的实践证明它们都影响机械零件的使用性能（即零件的工作精度及其保持性、零件的抗腐蚀性、零件的疲劳强度和零件与零件之间的配合性质等），从而进一步影响机械产品的使用性能和使用寿命。
表面质量对零件的使用性能的影响主要表现在以下几个方面：
（1）影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
（2）影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰蹍平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。
（3）影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。
（4）影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹槽渗入到金属内层，造成表面腐蚀。
（5）影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
（6）影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
（7）影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。
3.2表面粗糙度的概念
表面粗糙度，是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。它是互换性研究的问题之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
3.3表面粗糙度的产生原因
理论粗糙度是刀具几何形状和切削运动引起的表面不平度。在车削加工中刀具相对于工件做螺旋运动，由于道具的几何形状的原因，在相邻的刀具轮廓之间形成了残留面积。如图所示：
图3.1
理论表面粗糙度是表面粗糙度的基本成因，但是在实际生产过程中，所得到的表面粗糙度都要比理论表面粗糙度大很多。并且在很多情况下还会在加工表面上存在些不规则的生成物、粘附物或者划痕等。
在加工过程中，由于刀具与工件表面之间的摩擦、切削或压制时的塑形表型，以及工艺系统中高频振动等因素的作用，使工件表面产生微观几何变形。
3.3.1切削加工中影响表面粗糙度的因素
（1）切削加工表面粗糙度的形成
在切削加工表面上，垂直于切削速度方向的粗糙度称为横向粗糙度，在切削速度方向上测量的粗糙度称为纵向粗糙度。一般来说，横向粗糙度较大，它主要
由几何因素和物理因素两方面形成，纵向粗糙度则主要由物理因素形成。此外，机床—刀具—工件系统的振动也常是主要的影响因素。而影响表面粗糙度的因素主要有几何因素和物理因素。
①几何因素。在理想的切削条件下，刀具相对工件作进给运动时，在加工表面上遗留下来的切削层残留面积（如图3.2），形成理论粗糙度，其最大高度H,可以由刀具形状、进给量f按几何关系求得。
公式3.1 式中——进给量；
Kr ——主偏角；
Kr’——副偏角。
图3.2
考虑刀尖圆弧角：
公式3.2 式中——进给量；
r ——刀尖圆弧半径。
如图3.3所示，用刀尖圆弧半径r＝0的车刀来纵车外圆时，每完成一单位进给量后，留在已加工表面上的残留面积，它的高度Rmax即为理论粗糙度的轮廓最大高度Ry。
图3.3
②物理因素。切削加工后表面粗糙度的实际轮廓形状，一般都与纯几何因素所形成的理论轮廓有较大的差别，(如图3.4)这是由于切削加工中有塑性变形发生的缘故。
在生产中，若使用的机床精度高和材料的切削加工性好，选用合理的刀具几何形状、切削用量和工艺系统刚性足够情况下，加工后表面实际粗糙度接近理论粗糙度，这样减小表面粗糙度数值、提高加工表面质量的措施，主要是减小残留面积的高度Ry。在切削过程中刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形而使理论残留面积挤歪或沟纹加深，因而增大了表面粗糙度。（如图3.4）表面实际轮廓形状由几何因素和物理因素共同形成，因而与纯几何因素形成的理论轮廓有较大的区别。
图3.4 加工后表面实际轮廓和理论轮廓
切削过程中出现刀瘤与鳞刺，会使表面粗糙度严重地恶化，在加工塑性材料时，尝试影响粗糙度的主要因素。
刀瘤是切削过程中切屑底层与前刀面发生冷焊的结果，刀瘤形成后并不是稳定不变的，而是不断形成、长大，然后粘附在切屑上被带走或留在工件上，由于刀瘤有时会伸出切削刃之外，其轮廓也很不规则，因而是加工表面出现身前和宽窄都不断变化的刀痕，大大的增加了表面粗糙度。
鳞刺是已加工表面上出现的鳞片状毛刺般的缺陷。加工中出现鳞刺是由于切屑在前刀面上的摩擦和冷焊作用造成周期性地停留，代替刀具推挤切削层，造成切削层与工件之间出现撕裂现象，如图3.6所示，如此连续发生，就在加工表面上出现一系列的鳞刺，构成已加工表面的纵向粗糙度。鳞刺的出现并不依赖与刀瘤，但刀瘤的存在会影响鳞刺的生成。
积屑瘤的影响，积屑瘤的生成、长大和脱落将严重影响工件表面粗糙度。同时，由于部分积屑瘤碎屑嵌在工件表面上，在工件表面上形成硬质点。见图3.5。
图3.5
图3.6
(2)降低表面粗糙度的措施
大多情况下是在已加工表面的残留面积上叠加着一些不规则的金属生成物、粘附物或刻痕。形成它们的原因有积屑瘤、鳞刺、振动、摩擦、刀具切削刃不平整、切屑划伤等。
要降低表面粗糙度主要应采取措施减少加工时的塑性变形，避免产生积屑瘤和鳞刺。对此起主要作用的影响因素有切削速度、被加工材料的性质及刀具的几何形状、材料和刃磨质量。
①切削速度的影响。
从实验知道，v愈高，切削过程中切屑和加工表面的塑性变形程度就愈轻，因而粗糙度也愈小。刀瘤和鳞刺都在较低的速度范围产生，此速度范围随不同工件材料、刀具材料、刀具前角等变化。采用较高的切削速度常能防止刀瘤、鳞刺的产生。
图3.7 切削速度对表面粗糙度的影响
图3.7描述了加工塑性材料时不同的切削速度对表面粗糙度的影响，实线表示只受塑性变形影响的情况，虚线表示只受积屑瘤与鳞刺影响的情况。
在实际切削时，选择低速宽刀来切削和高的切削速度来精加工，往往可以得到较小的表面粗糙度值。
②工件材料性质的影响
一般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度值较大，而脆性材料加工后易得到较小的表面粗糙度值。为了减小加工表面粗糙度值，常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较高的硬度。
③刀具几何形状、材料、刃磨质量的影响
适当增大前角，有利于减小表面粗糙度值。前角太大，表面粗糙度值将会增加.当前角一定时，后角越大，切削刃钝圆半径越小，刀刃越锋利；增大后角还能减小后刀面与已加工表面间的摩擦和挤压。这样都有利于减小加工表面粗糙度值。但后角太大时，积屑瘤易于流到后刀面；同时，后角大容易产生切削振动，因而使加工表面粗糙度值反倒增加。
从几何因素来看，增加刀尖圆弧半径r会减小加工表面粗糙度值。主偏角Kr和副偏角Kr’减小，可减小加工表面粗糙度值。
刀具材料中热硬性高的材料耐磨性好，易于保持刃口的锋利。摩擦系数小的材料有利于排屑。与被加工材料亲合力小的材料不易产生积屑瘤和鳞刺。因此，
硬质合金刀具优于高速钢，高速钢刀具优于碳素工具钢，而金刚石刀具、立方氮化硼刀具又优于硬质合金。
刀具的前刀面、后刀面本身的表面粗糙度值越小，则被加工表面的粗糙度值也越小。刀具刃口越锋利、刃口平刃性越好，则切出的工件表面粗糙度值也就越小。
④冷却润滑的影响
切削液的冷却和润滑作用能减小切削过程中的界面摩擦，降低切削区温度，使切削区金属表面的塑性变形程度下降，抑制鳞刺和积屑瘤的产生，因此可大大减小加工表面粗糙度值。
3.3.2振动对表面质量的影响及其控制
机械加工中产生的振动，一般是刀具与工件之间产生相对位移，严重的破坏了工件和刀具之间正常的运动轨迹，振动不仅恶化加工表面质量、缩短了刀具和机床的使用寿命、而其振动严重时使加工无法进行。常常为了避免振动，不得不降低切削用量，从而降低了生产率。
一般说来是一种破坏正常切削过程的有害现象。各种切削和磨削过程都可能发生振动，当速度高、切削金属量大时常会产生较强烈振动。
切削过程中的振动，会影响加工质量和生产率，主要表现在以下几个方面：（1）影响加工的表面粗糙度振动频率低时会产生波度，频率高时会产生微观不平度。
（2）影响生产率加工中产生振动，限制了切削用量的进一步提高，严重时甚至使切削不能继续进行。
（3）影响刀具寿命切削过程中的振动可能使刀尖刀刃崩碎，特别是韧性差的刀具材料，如硬质合金，陶瓷等，要注意消振问题。
（4）对机床、夹具等不利振动使机床、夹具等的零件连接部分松动，间隙增大，刚度和精度降低，同时使用寿命缩短。
（5）振动对机械加工有不利的一面，但又可以利用振动来更好地切削如振动磨削、振动研抛、超声波加工等都是利用振动来提高表面质量或生产率。
由于机械加工中产生的振动，根据其产生的原因，大体可分为三大类（如图3.8）。
图3.8 工艺系统振动的分类及产生原因
（1）自由振动
自由振动是当系统所受的外界干扰力去除后系统本身的衰减振动。由于工艺系统受一些偶然因素的作用（如外界传来的冲击力；机床传动系统中产生的非周期性冲击力；加工材料的局部硬点等引起的冲击力等），系统的平衡被破坏，只靠其弹性恢复力来维持的振动属于自由振动。振动的频率就是系统的固有频率。由于工艺系统的阻尼作用，这类振动会很快衰减。
（2）强迫振动
强迫振动是由外界周期性的干扰力所支持的不衰减振动。切削加工中产生的强迫振动，其原因可从机床、刀具和工件三方面去分析。机床中某些零件的制造精度不高，会使机床产生不均匀运动而引起振动。在刀具方面，多刃、多齿刀具切削时，由于刃口高度的误差，容易产生振动。被切削的工件表面上有断续表面或表面余量不均、硬度不一等，都会在加工中产生振动。如车削或磨削有键槽的外圆表面就会产生强迫振动。当然，在工艺系统外部也有许多原因造成切削加工中的振动。
强迫振动的特点：
①强迫振动的稳态过程是谐振动，只要干扰力存在，振动不会被阻尼衰减掉，去除了干扰力，振动停止。
②强迫振动的频率等于干扰力的频率。
③阻尼愈小，振幅愈大，谐波响应轨迹的范围大。增加阻尼，能有效地减小振幅。
④在共振区，较小的频率变化会引起较大的振幅和相位角的变化。
消除强迫振动的途径：
①消振与隔振。
②消除回转零件的不平衡。
③提高传动件的制造精度。
④提高系统刚度，增加阻尼。
（3）自激振动
机械加工过程中，由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，这种类型的振动被称为自激振动。
切削过程中产生的自激振动是频率较高的强烈振动，通常又称为颤振，常常是影响加工表面质量和限制机床生产率提高的主要障碍。磨削过程中，砂轮磨钝以后产生的振动也往往是自激振动。
自激振动的特点：
①自激振动是一种不衰减的振动。
②自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率，也就是说，由振动系统本身的参数所决定，这是与强迫振动的显著差别。
③自激振动能否产生以及振幅的大小，决定于每一振动周期内系统所获得的能量与所消耗的能量的对比情况。
（4）自激振动的形成和持续，是由于过程本身产生的激振和反馈作用，所以若停止切削（或磨削）过程，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了，这也是与强迫振动的区别之处。
消除自激振动的途径：
①合理选择与切削过程有关的参数。
②提高工艺系统本身的抗振性。
③提高机床的抗振性。
机床的抗振性能往往是占主导地位的，可以从改善机床刚性、合理安排各部件的固有频率、增大其阻尼以及提高加工和装配的质量等来提高其抗振性。
一、表面粗糙度及原因 表面粗糙度：是一种微观几何形状误差又称微观不平度。 表面粗糙度的产生原因：在加工过程中，刀具和零件表面间产生磨擦、高频振动及切削时在工作表面上留下的微观痕迹。 对评定参数的基本要求： （1）正确、充分反映表面微观几何形状特征； （2）具有定量的结果； （3）测量方便。 二、评定参数: 国标从水平和高度两方向各规定了三个评定参数：三个基本参数（水平），三个附加的评定参数（高度） 2.1、取样长度L、评定长度L、轮廓中线m 2.2、6个评定参数： 3个基本、3个附加 2.1.1取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。 量取方向：它在轮廓总的走向上。 目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。(几何滤波) 选择原则： 5λ≤l≤λp /3
2．1.2评定长度L ：评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或数个取样长度。 目的：为充分合理地反映某一表面的粗糙度特征。（加工表面有着不同程度的不均匀性）。 选择原则：一般按五个取样长度来确定。 2.1.3轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。具有几何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加以划分的线。类型有： （1）最小二乘中线：使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上的点至基准线的距离）的平方和为最小的基准线。 （2）算术平均中线：在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线。
2.2.1轮廓算术平均偏差Ra ：在取样长度L 内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。 2.2.2微观不平度十点高度：在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和，如图所示。用公式表示为： 在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m 的任意一根线算起，计算被测轮廓的五个最高点（峰）到五个最低点（谷）之间的平均距离 2.2.3轮廓最大高度：在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，如图 2.3表面粗糙度的三个水平参数：轮廓微观不平度的平均间距Sm 、轮廓单峰平均间距S 、轮廓支承长度率 tp R z (...)(...)h h h h h h 24101395+++-+++R y y y p v =+max max
ID加工方法表面粗糙度Ra(μm)ID加工方法表面粗糙度Ra(μm) 1自动气割、带锯或圆盘锯割断50～12.526锪倒角（孔的） 3.2～1.6 2切断（车）50～12.527带导向的锪平面 6.3～3.2 3切断（铣）25～12.528镗孔（粗镗）12.5～6.3 4切断（砂轮） 3.2～1.629镗孔（半精镗金属） 6.3～3.2 5车削外圆（粗车）12.5～3.230镗孔（半精镗非金属） 6.3～1.6 6车削外圆（半精车金属） 6.3～3.231镗孔（精密镗或金刚石镗金属）0.8～0.2 7车削外圆（半精车非金属） 3.2～1.632镗孔（精密镗或金刚石镗非金属）0.4～0.2 8车削外圆（精车金属） 3.2～0.833高速镗0.8～0.2 9车削外圆（精车非金属） 1.6～0.434铰孔（半精铰一次铰）钢 6.3～3.2 10车削外圆（精密车或金刚石车金属）0.8～0.235铰孔（半精铰一次铰）黄铜 6.3～1.6 11车削外圆（精密车或金刚石车非金属）0.4～0.136铰孔（半精铰二次铰）铸铁 3.2～0.8 12车削端面（粗车）12.5～6.337铰孔（半精铰二次铰）钢、轻合金 1.6～0.8 13车削端面（半精车金属） 6.3～3.238铰孔（半精铰二次铰）黄铜、青铜0.8～0.4 14车削端面（半精车非金属） 6.3～1.639铰孔（精密铰）钢0.8～0.2 15车削端面（精车金属） 6.3～1.640铰孔（精密铰）轻合金0.8～0.4 16车削端面（精车非金属 6.3～1.641铰孔（精密铰）黄铜、青铜0.2～0.1 17车削端面（精密车金属）0.8～0.442圆柱铣刀铣削（粗）12.5～3.2 18车削端面（精密车非金属）0.8～0.243圆柱铣刀铣削（精） 3.2～0.8 19切槽（一次行程）12.544圆柱铣刀铣削（精密）0.8～0.4 20切槽（二次行程） 6.3～3.245端铣刀铣削（粗）12.5～3.2 21高速车削0.8～0.246端铣刀铣削（精） 3.2～0.4 22钻（≤φ15mm） 6.3～3.247端铣刀铣削（精密）0.8～0.2 23钻（＞φ15mm）25～6.348高速铣削（粗） 1.6～0.8 24扩孔、粗（有表皮）12.5～6.349高速铣削（精）0.4～0.2 25扩孔、精 6.3～1.650刨削（粗）12.5～6.3
切削加工时表面粗糙度形成的原因及其影响因素 简介：1 表面粗糙度产生的原因几何因素由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙度等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉(只有当刀具上带有刀具的副偏角kr=0的修光刃、且进给量小于修光刃宽度时，理论上才不产生残留面积)，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz。当f≤2resinkr，残留面积是由圆弧过渡刃构成。此时关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量 1 表面粗糙度产生的原因 几何因素 由于刀具切削刃的几何形状、几何参数、进给运动及切削刃本身的粗糙度等原因，未能将被加工表面上的材料层完全干净地去除掉(只有当刀具上带有刀具的副偏角k'r=0的修光刃、且进给量小于修光刃宽度时，理论上才不产生残留面积)，在已加工表面上遗留下残留面积，残留面积的高度构成了表面粗糙度Rz。 当f≤2resink'r，残留面积是由圆弧过渡刃构成。此时 式中：f——进给量，mm/r； re——刀尖圆弧半径。 当2resink'r≤f≤(re/sink'r)[1-cos(kr+k'r]，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和直线副切削刃构成。此时 Rz=re[1-sin(k'r+b)]×1,000 sinb=1-(f/re)sink'r 式中kr，k'r——刀具的主偏角、副偏角。 当f>(re/sink'r)[1-cos(kr+k'r)]，残留面积是由刀尖圆弧过渡刃和二直线主、副切削刃构成。此时Rz= 1 f-re(tan kr +tan k'r )]×1000 cotkr+k'r 2 2 当re→0时，残留面积是由主、副2条直线切削刃构成。此时Rz= f ×1000 cotkr+k'r 刀具切削刃的粗糙度由于直接复映在加工表面上，所以刀具切削刃的粗糙度值，应低于加工表面要求的粗糙度值。 实际上加工表面的粗糙度总是大于按以上计算的残留面积的高度，只有切削脆性材料或高速切削塑性材料时，实际加工表面的粗糙度才比较接近残留面积的高度，说明影响表面粗糙度的还有其他原因。 积屑瘤
车削表面粗糙度的计算 说说表面粗糙度的计算,以及"镜面效果"- 表面粗糙度现在越来越受到各行业的重视,论坛里也经常问及如何提高表面粗糙度的帖子.今天讲一下关于车削的表面粗糙度.图片上面有车削表面粗糙度的计算方式,只需要将切削参数代入即可计算出可能最高的"表面粗糙度"（以下发言全部以粗糙度低为细，粗糙度高为粗） 车削表面粗糙度=每转进给的平方*1000/刀尖R乘8 以上计算方式是理论上的可能达到最坏的的效果,实际上因刀具品质、机床刚性精度、切削液、切削温度、切削速度、材料硬度等等原因，会将粗糙度提高或者降低的，如果你用上面的计算方式计算出来的粗糙度都不能满足想达到的效果，请先更改切削参数。但进给一般和切深有着密切的关系，一般进给是切深的10%~20%之间，排削的效果是最好的切削深度，因为屑的宽度和厚度最合比例 以上公式的各个参数我下面详细一项项解释一下对粗糙度的影响，如有不正请指点： 1：进给——进给越大粗糙度越大，进给越大加工效率越高，刀具磨损越小，所以进给一般最后定，按照需要的粗糙度最后定出进给
2：刀尖R——刀尖R越大，粗糙度越降低，但切削力会不断增大，对机床的刚性要求更高，对材料自身的刚性也要求越高。建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖，而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖，否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了，就算能降低粗糙度也是枉然！ 3：切削时要计算设备功率，至于如何计算切削时所需要的功率（以电机KW的80%作为极限），下一帖再说。要注意的时，现在大部分的数控车床都是使用变频电机的，变频电机的特点是转速越高扭力越大，转速越低扭力越小，所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系，而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果，所以任何时候都是“100%最大扭力输出”，这点比变频电机好。但当然如果你的主轴是由昂贵的恒定扭力伺服电机驱动，那是最完美的选择上面说得有点乱了，现在先举个例计算一下表面粗糙度：车削45号钢，切削速度150米，切深3mm，进给0.15，R尖R0.4，这是我很常用的中轻切削参数，基本上不是光洁度要求非常之高的工件一刀不分粗精切削直接车出表面，计算表面粗糙度等于0.15*0.15/0.4/8*1000=粗糙度7.0（单位微米）。 如果有要求光洁度要到0.8的话，切削参数变化如下：刀具不变依旧上面0.4的刀片，切削参数进给0.05，切深要视乎刀具的断削槽而定，
所有参数的定义依据ISO 4287—1997标准. 其中蓝色部分为最常用的参数。 Ra----轮廓的算术平均偏差（在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对 值的平均值） Rz----粗糙度最大峰-谷高度（在轮廓取样长度内的最大峰-谷高度） Rz(JIS)--微观不平度十点平均高度（该参数也成为ISO试点高度参数，在取样长度内， 五个最大的轮廓峰和五个最大轮廓谷之间的平均高度差） Rv----最大的谷值（在取样长度内，从轮廓中线到最低的谷值） Rt----轮廓最大的高度（在取样长度内，轮廓最大的峰到最大的谷值之和，即 Rt=Rp+Rv） R3y—粗糙度峰-谷高度（R3y是靠计算在每一个取样长度中，三个最高的峰与三个最深 的谷之间的最小距离值：然后R3y是在取样长度内，找出这些值的最大制。建议至少用五个取样长度来评定） R3z—平均峰-谷高度（R3z是在整个评价长度上，在每一个取样长度上的三个最高的峰 和三个最深的谷之间的垂直距离的平均值） Rp----最大的峰值（在取样长度内，在平均线以上的轮廓的最大高度） Rc—轮廓要素的粗糙度平均高度（在取样长度内，轮廓要素的高度的平均值） Rda—粗糙度算术平均倾斜Slop（在取样长度内，轮廓变化速率的绝对值的算术平均） Rdq—粗糙度均方根倾斜 Rku—粗糙度峰度—概率密度函数 Rlo—粗糙度被测的轮廓长度（在评价长度内，轮廓表面的被测长度，是测针在测量期间，划过表面峰谷的总长度） Rmr—粗糙度材料比曲线 Rpc—粗糙度峰计数 Rsm—粗糙度轮廓要素的平均宽度（在取样长度内，轮廓要素之间在平均线的平均间距） Rvo—粗糙度测定体积的油保持力 Rs—粗糙度局部峰的平均间距 Rq—均方根粗糙度 RHSC—粗糙度高点计数 编辑本段粗糙度仪的技术标准和检定规程 标准： 国家标准：JJF 1105-2003触针式表面粗糙度测量仪校准规范 美国标准： ASTM-D4414/B 检定规程： JJG-2018-89表面粗糙度仪检定规程
表面粗糙度现在越来越受到各行业的重视,论坛里也经常问及如何提高表面粗糙度的帖子. 今天讲一下关于车削的表面粗糙度.图片上面有车削表面粗糙度的计算方式,只需要将切削 参数代入即可计算出可能最高的"表面粗糙度"（以下发言全部以粗糙度低为细，粗糙度高为粗） 车削表面粗糙度=每转进给的平方 *1000/刀尖R乘8 以上计算方式是理论上的可能达到最坏的的效果,实际上因刀具品质、机床刚性精度、切削液、切削温度、切削速度、材料硬度等等原因，会将粗糙度提高或者降低的，如果你用上面的计算方式计算出来的粗糙度都不能满足想达到的效果，请先更改切削参数。但进给一般和切深有着密切的关系，一般进给是切深的10%~20%之间，排削的效果是最好的切削深度，因为屑的宽度和厚度最合比例 以上公式的各个参数我下面详细一项项解释一下对粗糙度的影响，如有不正请指点： 1：进给——进给越大粗糙度越大，进给越大加工效率越高，刀具磨损越小，所以进给一般最后定，按照需要的粗糙度最后定出进给 2：刀尖R——刀尖R越大，粗糙度越降低，但切削力会不断增大，对机床的刚性要求更高，对材料自身的刚性也要求越高。建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖，而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖，否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了，就算能降低粗糙度也是枉然！ 3：切削时要计算设备功率，至于如何计算切削时所需要的功率（以电机KW的80%作为极限），下一帖再说。要注意的时，现在大部分的数控车床都是使用变频电机的，变频电机的特点是转速越高扭力越大，转速越低扭力越小，所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系，而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果，所以任何时候都是“100%最大扭力输出”，这点比变频电机好。但当然如果你的主轴是由昂贵的恒定扭力伺服电机驱动，那是最完美的选择 上面说得有点乱了，现在先举个例计算一下表面粗糙度：车削45号钢，切削速度150米，切深3mm，进给0.15，R尖R0.4，这是我很常用的中轻切削参数，基本上不是光洁度要求非常之高的工件一刀不分粗精切削直接车出表面，计算表面粗糙度等于 0.15*0.15/0.4/8*1000=粗糙度 7.0（单位微米）。 如果有要求光洁度要到0.8的话，切削参数变化如下：刀具不变依旧上面0.4的刀片，切削参数进给0.05，切深要视乎刀具的断削槽而定，通常如果进给定了，那切深只会在一个很窄的范围（上面不是说过切深和进给很大关系嘛） ——当切深在一定范围之内才会有最良好的排屑效果！当然你不介意拿个沟子一边车一边沟屑的话又另当别论！ :lol我大约会按照进给的10倍起定切深，也就是0.5mm，此时0.05*0.05/0.4/8*1000=0.78微米，也就是粗糙度达到0.8了。 至于粗糙度的表示方法：RY是测量出最大粗糙度，RA是算术计法将整个工件的表面粗糙度平均算，而RZ则是取10点再平均算，一般同一工件用RA计算粗糙度应该是最低的，而RY肯定是最大的，如果用RY的计算公式可以达到比RA要求更低的数字，基本上车出来就可以达到标注的RA要求了。另外理论上带修光刃的刀具最大可能将粗糙度降低一半，如果上面车出0.8光洁度的工件用带修光刃的刀片粗糙度就最小可能是0.4 以上是书本摘录的理论知识综合个人经验所书，以下再说说一些我个人感觉的理论，这些书本上我没见过的：
表面粗糙度选用 ----------------------------------------------------------- 序号=1 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 ----------------------------------------------------------- 序号=2 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 ----------------------------------------------------------- 序号=3 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 ----------------------------------------------------------- 序号=4 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 ----------------------------------------------------------- 序号=5 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 ----------------------------------------------------------- 序号=6 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
机械制造工程之切削过程及其控制复习题-----------------------作者：
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机械制造工程学复习题 第二章切削过程及其控制 2-1 什么是切削用两三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？ 2-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些基本角度。 2-3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？ 2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？ 2-5 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？ 2-6 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？ 2-7 什么是积削瘤？它对加工过程有什么影响？如何控制积削瘤的产生？ 2-8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。
2-9 常用的切屑形态有哪几种？它们一般都在什么情况下生成？怎 样对切屑形态进行控制？ 2-10 切削力为什么要分解为三个分力？各分力的大小对加工过程有 什么影响？ 2-11 在CA6140型车床上车削外圆，已知：工件材料为灰铸铁， 其牌号为HT200;刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6；刀具几何参数为：0010=γ，οοοο10,10,45,8''00-=====s r r k k λαα（s λ对三向切削分力的修正系数分别为75.0,5.1,0.1===f s p S C s F F F k k k λλλ），mm r 5.0=ε；切削用量为： min /80,/4.0,3m v r mm f mm c p ===α。试求切削力F c 、F f 、F p 及切削功率。 2-12 影响切削力的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 2-13 影响切削温度的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 2-14 试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条 件下产生？ 2-15 什么是刀具的磨钝标准？制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素？ 2-16 什么是刀具寿命和刀具总寿命？试分析切削用量三要素对刀具 寿命的影响规律。 2-17 什么是最高生产率刀具寿命和最小成本刀具寿命？怎样合理选 择刀具寿命？ 2-18 试述刀具破损的形式及防止破损的措施。 2-19 试述前角的功用及选择原则。
课题：切削三要素对表面粗糙度的影响 （说课稿） 教学内容：科学出版社《数控加工工艺基础》第二章第三节切削要素 适用年级：数控专业二年级年级（下期） 课型：新授课 计划用时：90分钟 总体设计思路：本次课将采用实验验证法，通过让学生在做中探索、分析、解决实际问题。从而达到培养学生的分析问题，解决问题的能力，另一方面还能培养学生的安全意识，全程分理论和实作验证两部分进行。 设计理念：以突出对学生学习方法和衍生实践技能的培养，体现“做中学、做中教” 的职业教育特点，让学生养成动手动脑的习惯。 一、专业分析 数控加工业是一个国家的基础行业，近些年来，世界制造加工业中心逐渐向中国转移，这使得我国的数控加工产业获得了飞速的发展，至此人才的需求急剧增加。 数控加工过程就是获得零件的形状，尺寸和表面质量，而这些东西就需要合理选择切削三要素来保证，其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本对于一个企业来讲至关重要，所以说学生掌握了切削三要素的合理选择就掌握了在今后工作当中的主动性。， 二、教材分析： 本课程是数控加工专业的核心课程之一，是一门综合性很强的课程，主要培养学生数控加工的能力，重视实践能力培养，突出职业技术教育特色，根据数控类专业毕业生从事职业的实际需求，合理确定学生应具备的能力结构与知识结构，加强实践性教育内容，以满足企业对技能型人才的需求。从而为毕业后从事数控专业工作做好知识与能力的准备。 本节内容在教材中理论性太强，过于抽象学生不容易理解和掌握，因此在设计本节课时，我做了如下处理:基本理论讲解后让学生在实践验证中去理解合理选择三要素对工件粗糙度的影响。 【知识与能力目标】 知识目标： 1、让学生正确理解切削三要素的概念及合理选用的原则。 2、让学生掌握切削用量计算公式 能力目标： 让学生能根据本节课所学内容，在实践加工过程中合理的选择三要素。 【情感、态度、价值观目标】 培养学生具有良好的社会责任感与团队合作精神；具有良好的职业道德与操守。 三、学情分析： 心理特征分析：本次课授课对象为二年级数控3班学生，该班学生思维较活跃，学习氛围较浓，但中专班的学生普遍存在对学习理论兴趣不大，学习中遇到困难不愿意动脑去思考
第4章表面粗糙度 4.1 概述 在机械加工过程中，由于切削会留下切痕，切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。 一、表面粗糙度的实质 表面粗糙度是一种微观的几何形状误差，通常按波距的大小分为：波距w 1mm的属表面粗糙度； 波距在1~10mm间的属表面波度； 波距〉10mm的属于形状误差。 atEir 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 1?对摩擦和磨损的影响 一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。 2.对配合性能的影响 表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。 3.对疲劳强度的影响 当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。 4?对接触刚度的影响表面越粗糙，实际承载面积越小，接触刚度越低。 5?对耐腐蚀性的影响表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。 此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量，表面的反射能力等等，所以要给予充分的重视。 4.2表面粗糙度的评定 一.基本术语 1?轮廓滤波器把轮廓分成长波和短波成分的滤波器
2. 入滤波器 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波 3?取样长度用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长 度。 规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对 表面粗 糙度测量结果的影响。推荐的取样长度值见表4-1。在取样 长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。 4?评定长度 评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。 为了充 分合理地反映表面的特性，一般取 In =51。 5?轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。 ⑴轮廓的最小二乘中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基 准线。在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距 的平方和为最小。即： ⑵轮廓的算术平均中线 在取样长度内，将实际轮廓划分为 F 两部 分，并使上、下两部分的面积相等的基准线。即：齢走向 x 二、评定参数(GB/T 3505-2000) 1?与高度特性有关的参数： ⑴轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度内，被测轮廓上各点 至轮廓 中线偏距绝对值的算术平均值。即： Ra 参数能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，并且 所用 仪器(电动轮廓仪)的测量比较简便，因此是 GB 推荐的首 选评定参数。图样上标注的参数多为Ra 。如X 表示Ra w 3.2 m 4*****^ J 一.押 l ■ tr — 2 In lr 0 Z i 2 dx = min 上、 Isas 1 lr Ra = l7 0 Z X dx 或近似为: Z i Ra = F1+F3+…+F2 n-1二F2+F4+…+F2n
机械加工表面粗糙度 表面粗糙度，是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响， 粗糙度表示方式 零件表面经过加工后，看起来很光滑，经放大观察却凹凸不平。表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，一般是由所采取的加工方法和(或）其他因素形成的。零件表面的功用不同，所需的表面粗糙度参数值也不一样。零件图上要标注表面粗糙度代(符）号，用以说明该表面完工后须达到的表面特性。表面粗糙度高度参数有3种： 1．轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度内，沿测量方向(Y方向）的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值。 2．微观不平度十点高度Rz 指在取样长度内5个最大轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之和。 3．轮廓最大高度Ry 在取样长度内，轮廓最高峰顶线和最低谷底线之间的距离。 目前，一般机械制造工业中主要选用Ra。Ra值按下列公式计算：Ra=1/l ∫t0｜Y(x)｜dx或近似为Ra= 1/n ∑｜Yi｜。式中，Y为轮廓线上的点到基准线(中线）之间的距离；ι为
粗糙度多用于表征钢板，因为钢板涂覆前必须要有一定得粗糙度，否则油漆的咬合力不足，容易脱落。 机械加工表面粗糙度 机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度，以Ra\Rz\Ry三种代号加数字来表示，机械图纸中都会有相应的表面质量要求，一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面时称：镜面。其加工后的表面质量直接影响被加工件的物理、化学及力学性能。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量。一般而言，重要或关键零件的表面质量要求都比普通零件要高。这是因为表面质量好的零件会在很大程度上提高其耐磨性、耐蚀性和抗疲劳破损能力。 镜面——是金属切削加工的理想境界，是提高机械部件使用寿命的最有效手段。 镜面——是机械切削加工后，得到非常好粗糙度的传统代名词，能清晰倒影出物品影像的金属表面。 无论用何种金属加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度，过去称为表面光洁度。国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。 获得镜面的机械加工方法有：去除材料方式、无切削方式（滚压加工）。 去除材料加工方式有：磨削、研磨、抛光、电火花。 无切削加工方式有：滚压（采用镜面工具）、挤压。 表面粗糙度的实际应用原则 表面粗糙度对零件使用情况有很大影响。一般说来，表面粗糙度数值小，会提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用会增加。因此，要正确、合理地选用表面粗糙度数值。在设计零件时，表面粗糙度数值的选择，是根据零件在机器中的作用决定的。总的原则是： 在保证满足技术要求的前提下，选用较大的表面粗糙度数值。具体选择时，可以参考下
表面粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的 测量 甘晓川张瑜刘娜石作德谷荣凤 在GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构术语、定义及参数》中定义了表面粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)R a、R q、R sk、R ku和间距参数、混合参数等，虽然该标准等效采用了ISO4287:1997《几何产品规范(GPS)表面特征:轮廓法表面结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满足我国目前工业生产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出一 些非标的表面粗糙度参数的技术要求，例如R max(DIN EN ISO 4287)、RP c(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此生产部 门对这些参数的准确测量都有迫切的需求。同时，对这些参数 的正确认识及理解能有效地指导生产过程，在使产品技术指标 满足要求的同时可有效降低生产成本。 笔者在实际工作中经常会为一些厂家测量这样的参数，如发 动机冷凝管内表面的R max、R t等参数、轴类零件的RP c参数。现结合实例对这些参数的定义和测量方法作一些说明，以供参考。 一、参数的定义 1.参数R z(GB/T3505-2000) 在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图1所示。
图1 参数R z示意图 这里R z的定义和GB/T3505-1983《表面粗糙度术语表面及其参数》中的定义已经完全不同。GB/T3505-1983中R z符号曾用于指示“不平度的十点高度”。正在使用中的一些表面粗糙度测量仪器大多只能测量以前的参数R z。因此，采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重，因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差别，并不都是非常微小而可忽略的。 2.参数R max(DIN EN ISO 4287) 参数R max与参数R zi之间有些关系，因此首先介绍R zi的定义。R zi的定义为，在一个取样长度lr内最高峰和最低谷之间的垂直距离。 R max的定义为在评定长度lc内R zi的最大值(在DIN EN ISO 4288中，R max的符号为R z1max)，其示意图如图2所示。 图2 参数R max示意图
表面粗糙度：指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面： ① 表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。 ② 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。 ③ 表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。 ④ 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 ⑤ 表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有影响。 表面粗糙度有Ra,Rz,Ry 之分，据GB 3505摘录： 表面粗糙度参数及其数值（Surface Roughness Parameters and their Values）常用的3个分别是： 轮廓算数平均偏差(Ra)--arithmetical mean deviation of the profile； 微观不平度十点高度(Rz)--the point height of irregularities； 轮廓最大高度(Ry)--maximum height of the profile。
金属切削过程分析与控制 1切屑的形成 1、切屑的类型及其分类 由于工件材料不同，切削过程中的变形程度也就不同，因而产生的切屑种类也就多种多样，如下图示。图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑，最后一种为切削脆性材料的切屑。切屑的类型是由应力-应变特性和塑性变形程度决定的。 （1）带状切屑 它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料（如碳素钢、合金钢、铜和铝合金），当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。（2）挤裂切屑 这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削黄铜或切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。（3）单元切屑 如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成
为梯形的单元切屑，如图c所示。切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑。 以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。 假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。 这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。 如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑，如图c所示。切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑。 以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。 假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。 这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。 （4）崩碎切屑 这是属于脆性材料（如铸铁、黄铜等）的切屑。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的。
刀具及切削用量对加工表面粗糙度的影响 华菱超硬在提供高速切削和难加工材料切削方面的刀具解决方案时，对于“以车代磨”方案设计积累的关于提高加工表面光洁度经验，现从刀具材质、刀具的几何参数、切削用量（切削参数）等因素分析加工表面粗糙度，分享如下，抛砖引玉。 一，粗糙度的定义： 经机械加工后的零件表面，不可能是绝对平整和光滑的，实际上存在着一定程度宏观和微观几何形状误差，一般用粗糙度值来表示，所以表面粗糙度是反映微观几何形状误差的一个指标，表面粗糙度值即微小的峰谷高低程度及其间距状况。以前，加工表面粗糙度被称为表面光洁度，其表示方式和数值换算如下表： 表面粗糙度作为表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了机械产品的外观精美程度，而且对机器的装配质量以及零件的使用寿命都有着很大的影响。 二、刀具对表面粗糙度的影响 （1）刀具几何参数 刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圆弧半径re。当主、副偏角小时，已加工表面残留面积的高度亦小，因而可减小表面粗糙度；副偏角越小，表面粗糙度越低，但减小副偏角容易引起震动，故减小副偏角，要根据机床的刚性而定。刀尖圆弧半径re对表面粗糙度的影响：在刚度允许的情况下re增大时，表面粗糙度将降低，增大re是降低表面粗糙度的好方法。因此减少主偏角Kr、副偏角Kr’以及增大刀尖圆弧半径r，均可减小
残留面积的高度，从而降低表面租糙度。 以解决难加工材料切削和高速切削问题知名的华菱超硬刀具，“对于刀尖圆弧角的选择建议依据加工工件的刚性和粗糙度要求选择，如果刚性好，尽量选择大的圆弧角，不但可提高加工效率，亦可提高加工表面光洁度；但镗孔时或者切削细长轴或薄壁零件时因为系统刚性差，常选用较小的刀尖圆弧半径”，其刀具工程师做刀具选型方案时如是说。具体的刀尖圆弧角与粗糙度值参见后文（走刀量、刀尖圆弧角、加工表面粗糙度三者的关系）。 （2）刀具材料 当刀具材料与被加工材料金属分子亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，因此凡是粘结严重的，摩擦严重的，表面粗糙度就大，反之就小。加工同样的工件，不同的刀具材料获得不同的表面粗糙度，例如加工铸铁件，硬质合金刀片很难达到Ra1.6的粗糙度；而BN-S30牌号或BN-K20牌号的立方氮化硼由于刀具材料摩擦系数低，而且高温热稳定性和耐磨性优异，所以加工铸铁粗糙度完全可以达到Ra0.8-Ra1.6，如下图： （3）刀具磨损 刀具的磨损分为三个阶段:初期磨损、正常磨损和剧烈磨损。由于刀具表面会存在一些毛刺和不规则的微凸体、微裂痕等,所以在切削的初期阶段,磨损比较剧烈,造成了表面粗糙度变化幅度大；之后进入正常磨损,切削过程比较平稳,因此表面粗糙度变化幅度减小；随着磨损量的增大,刀具进入剧烈磨损阶段,刀具后刀面磨损率急剧上升,系统又趋向于不稳定,振动随之增大,表面粗糙度的变化幅度也急剧上升。 三、切削用量对表面粗糙度的影响 （1）切削速度v的影响 加工塑性材料时，切削速度避开低速和中速区域，就减少了鳞刺和积屑瘤
粗糙度设定规范 目录 1.粗糙度的定义-----------------------------------------------------------------2 2.内容-----------------------------------------------------------------------------2 4.1粗糙度介绍--------------------------------------------------------------2 4.1.1粗糙度产生的原因-------------------------------------------------2 4.1.2粗糙度的评价标准-------------------------------------------------3 4.1.3表面粗糙度代（符）号及其注法------------------------------6 4.2表面粗糙度的选用----------------------------------------------------11 4.2.1表面粗糙度的选用原则-----------------------------------------11 4.2.2表面粗糙度参数值的适用表面--------------------------------12 4.2.3轴和孔的表面粗糙度参数推荐值-----------------------------13 4.2.4各种常用加工方法可能达到的表面粗糙度-----------------14 4.2.5座椅常用部品粗糙度设定--------------------------------------15 4.3表面粗糙度的检测方法----------------------------------------------16 3.相关文件---------------------------------------------------------------------17 4.实施要求---------------------------------------------------------------------17 5.附件---------------------------------------------------------------------------17
Summary of Surface Finish Parameters Table 1. Primary surface finish parameters.
Figure 1. Measurement of Average Roughness, Ra, and RMS Roughness, Rq. there being a surface point at a certain height. If one were to draw a line at a particular height the ADF would be proportional to the number of times the surface profile crosses the line. The Material Ratio Curve (also known as the Bearing Ratio Curve, Bearing Area Curve, or the Abbott-Firestone Curve) is the integral of the ADF from above the surface to the height of interest. This is the total percentage of material above a certain height.
Measurement of Material Ratio This measurement is also known as Bearing Ratio, and its symbol is t p . The Material ratio is usually defined at X% at a slice depth c. Depth c is measured from a reference. This reference can be defined as T the highest peak T a lower value that excludes outlying peaks (sometimes this is written as a reference %, which is the t p at the height C ref ) T the mean, with c being defined as above or below the mean. If you imagine slicing through the peaks on the surface at a particular depth, t p is the ratio of the total length of the flat “mesas” you would produce to the sampling length. This is illustrated in Figure 3. 1. If you grind to a depth c, t p is the percentage of the surface available to support a perfectly flat load 2. Ratio of lengths: Add up all lengths with material beneath them in the measurement length, L; divide the sum of these lengths by L to obtain the ratio. 3. Intersection of the line at height c with the Material Ratio Curve (see also Figure 2). References The following have additional information and more details: 1. Surface Metrology Guide , Precision Devices. Inc. 2. Surface Texture Parameters , Mahr 3. ASME B46.1 (1995) specification mean C ref C t p =19%