实验四 切削要素对表面加工质量的影响

影响金属切削加工表面质量的因素通过大量的生产实践证明，在金属切削加工中某些因素是可以控制和影响材料的表面质量的。

这些因素主要包括：切削力、切削液及刀具材料。

在金属切削加工过程中，如果对这些因素进行合理的选择以及对金属切削过程进行正确的控制，不仅能高效率地得到优质的产品，而且还能得到更好的收益。

2.切削力对金属切削加工的影响2.1.工件材料对切削力的影响切削力是由材料的剪切屈服强度、塑性变形等因素来影响的。

材料的剪切屈服强度与切削力成正相关关系，即材料的剪切屈服强度越高，切削力越大。

切削力还受到材料塑性、韧性的影响，材料塑性、韧性越好，切削力越大。

2.2.刀具几何角度对切削力的影响从刀具几何角度分析，切削力主要受前角、主偏角和刃倾角变化的影响。

当前角减小时，切削变形增大，切削力加强。

但是还需注意，前角对切削力的影响与材料有关。

切削力的作用方向主要受主偏角影响，与此同时，主偏角对主切削力、进给力和背向力都有一定影响。

刃倾角对主切削力影响不大，但在一定范围内增大刃倾角使进给力增加、背向力减小。

3.切削液对金属切削加工的影响3.1.切削液的作用在金属切削加工过程中，切削液对切削加工有重要作用。

主要分为四点：第一，冷却作用。

切削液常常以液体形式存在于切削区，它不仅能够降低切削温度，起到冷却作用，还能够减小工件与刀具的热变形。

第二，润滑作用。

切削液在工件与刀具、切屑之间形成一层油膜，减少它们之间的摩擦，起到润滑作用。

第三，排屑与清洗作用。

生产加工时，切削液处于流动状态，可将切削区域及机床上的细碎切屑冲走。

第四，防锈作用。

将防锈剂加入到切削液中，使金属表面形成一层保护膜，可防止工件及刀具出现生锈现象。

3.2.切削液的种类切削液主要分为三类。

第一类，非水溶性切削液，主要对工件、刀具等有润滑作用。

第二类，水溶性切削液，主要用于工件、刀具等的冷却和清洗。

第三类，表面活性剂，这种物质既溶于水也溶于油，而且将水和油连接在一起，故其有乳化作用。

《机械制造技术基础》实验指导书康献民五邑大学机电系2007年9月印刷目录实验一刀具角度的测量 2 实验二金属切削变形观察7 实验三车床几何精度检测及调整10 实验四切削要素对表面加工质量的影响 20实验五切削力的测量24 实验六车床静刚度测试28 实验七加工误差的统计分析32实验一刀具角度的测量实验项目性质：验证性实验计划学时：2学时一、实验目的1．学习测量车刀几何角度的方法及仪器使用。

2．加深对车刀几何角度的定义和理解。

二、实验内容和要求1．使用车刀量角台，测量给定外圆车刀的前角Y。

、后角α0、主偏角Kr和副偏角Kr，并将测量结果记入实验报告；了解刃倾角λs定义和作用。

2．每人测三把车刀，外圆、螺纹和切断刀各一把。

⒊根据测量结果，绘制车刀简图，并回答问题。

三、仪器及工具车刀量角台；5种车刀模型四、车刀量角台结构介绍与测量方法l．量角台的主要测量参数及其范围车刀量角台能测量主剖面和法剖面内的前角、后角、主偏角、副偏角以及刃倾角。

测量范围：前角（Y。

）：—30°～＋40°；后角（α0）：＜30°；主偏角（Kr）：≤90°；副偏角（Kr＇）≤90°；刃倾角（λs）：±45°2. 车刀量角台的组成⑴车刀量角台主要由底座、立柱、刻度板、指针、标尺、滑板及紧固螺钉等组成（如图1），松开锁紧螺钉10，刻度板8可绕立柱4旋转，并可用螺母5，将其调整到任意高度。

指针9可绕其轴在刻度板8上转动，对淮零点时，互相垂直的A、B平面则分别平行和垂直于底座1的工作面（即滑板和底座的上平面）。

⑵松开锁紧螺钉3，标尺11与标尺座2可绕立柱4旋转，标尺座2上零线与底座之零点对准时，固定在滑板14上的二档销之中心线垂直于标尺11。

⑶松开锁紧螺钉12，刻度板8可绕其水平轴旋转，旋转度数由指针7在度板6上指出。

⑷忪开锁紧螺钉15，滑板14可在底座上作横向滑动，行程70mm。

刀具和切削参数对加工表面质量的影响研究近年来，随着制造业的发展，对于零件加工中表面质量的要求越来越高。

表面质量直接影响着零件的功能和寿命，因此研究刀具和切削参数对加工表面质量的影响具有重要意义。

本文将从刀具、切削速度、进给速度和切削深度四个方面探讨它们对加工表面质量的影响以及优化的方法。

刀具是零件加工中的关键装备之一，选择合适的刀具对于提高表面质量至关重要。

首先是刀具的材质和形状对加工表面产生的影响。

通常，硬度较高的刀具能够减少刀具磨损，提高切削效率，从而改善表面质量。

而刀具的形状直接决定了切削过程中破碎屑的排除情况，进而影响加工表面的光洁度和平整度。

因此，在选择刀具时，应综合考虑刀具材质和形状等因素，以达到最佳的加工效果。

切削速度是加工中一个重要的参数，它对表面质量有着明显的影响。

适当的切削速度可以提高生产效率，但若切削速度过高，可能会导致热变形以及刀具磨损加剧。

同时，高切削速度还会影响表面的光洁度，产生较大的表面粗糙度。

因此，切削速度的选择需要综合考虑加工材料的硬度以及加工需求，寻找合适的平衡点。

进给速度是切削过程中另一个重要的参数，它与切削速度一同影响表面质量。

进给速度过高会导致表面粗糙度增加，同时也增加了切削力和刀具磨损的风险。

与此相反，进给速度过低可能导致切削不稳定，影响加工效率。

因此，在确定进给速度时，需要综合考虑材料的硬度和切削条件等因素，以寻找最佳的加工效果。

切削深度是描述加工表面质量的另一个重要因素。

较大的切削深度通常会产生较大的切削力，增加表面的粗糙度。

同时，切削深度过大还可能导致振动和共振，进一步影响表面质量。

因此，在加工过程中，需要根据工件的要求与刀具的材质来选择合适的切削深度，以获得最佳的加工效果。

除了刀具和切削参数的选择，优化切削过程也是提高表面质量的有效方法。

例如，采用润滑冷却系统可以降低切削温度，减少刀具磨损，提高加工表面的质量。

此外，采用合适的切削液还可以改善切削过程中的刀具润滑和冷却效果，进一步提高表面质量。

影响机械加工表面质量的因素及改进措施首先，加工工艺参数对机械加工表面质量有着重要影响。

加工工艺参数包括切削速度、进给量和切削深度。

切削速度过高会导致刀具与被加工材料摩擦热量过高，使刀具和被加工材料磨损严重，表面产生裂纹、烧伤等缺陷。

进给量过小会使机械切削过程中削屑排除不畅，产生热量过高，表面质量下降。

切削深度过大会使切削力过大，导致表面粗糙度增加。

因此，合理选择切削速度、进给量和切削深度，是保证机械加工表面质量的重要措施之一其次，机床的性能对机械加工表面质量也有很大影响。

机床的刚性、稳定性和振动特性等性能密切关系着机械加工表面质量。

刚性不足会导致机床在切削过程中产生振动，进而使工件表面出现脱落、粗糙度增加等现象。

稳定性差的机床会使切削过程中的切削力和切削振荡产生不规律波动，直接影响加工表面质量。

因此，加强机床的刚性和稳定性，减小机床的振动，是改善机械加工表面质量的关键。

刀具的质量和尺寸对机械加工表面质量也有很大影响。

刀具的尺寸偏差会导致切削力不均匀，进而使机械加工表面质量下降。

刀具的刀片强度、硬度和刀具的几何形状等也会直接影响切削过程中的刀具磨损和寿命，进而影响机械加工表面质量。

因此，选择质量好、尺寸准确的刀具，并及时更换磨损的刀具，均能改善机械加工表面质量。

被加工材料的性质对机械加工表面质量也有很大影响。

不同材料具有不同的硬度、韧性、热导率等性质，这些性质会直接影响材料的切削性能。

例如，硬度大的材料难切割，易损伤刀具，容易产生表面裂纹；热导率低的材料容易产生热损伤，使刀具和被加工材料磨损加剧。

因此，针对不同的材料特性，在加工过程中选择合适的切削工艺参数和工艺条件，可以改善机械加工表面质量。

改进措施主要包括以下几个方面：首先，对加工工艺参数进行优化调整，合理选择切削速度、进给量和切削深度，以达到最佳的加工表面质量。

其次，提高机床的性能，加强机床的刚性和稳定性，减小振动，以确保切削过程的稳定性，促进机械加工表面质量的提高。

实践心得总结：切削速率对铝合金表面的影响实践心得总结：切削速率对铝合金表面的影响摘要：在加工铝合金件过程中，切削速率是影响加工效率和加工质量的一个重要参数。

本文通过实验的方式，研究了切削速率对铝合金表面粗糙度和变形量的影响，并对实验结果进行了分析和总结。

一、研究背景及意义铝合金因其轻质、强度高、延展性好等特点，在工业制造领域得到广泛应用。

在铝合金部件的加工过程中，切削是一种常见的加工方法。

切削速率是影响切削加工效率和加工质量的一个关键因素。

因此，研究切削速率对铝合金表面的影响，对于提高加工效率和加工质量具有重要意义。

二、实验方法1.实验材料铝合金棒材2.实验仪器数控车床、表面粗糙度测试仪、显微镜等3.实验步骤在数控车床上对铝合金棒材进行切割加工，依次设置切削速率为v1、v2、v3等不同速率，分别进行切割加工，加工后使用表面粗糙度测试仪、显微镜及其他检测工具检测铝合金材料表面的粗糙度和变形量等。

三、实验结果1.铝合金材料表面粗糙度随切削速率的变化曲线2.铝合金材料表面变形量随切削速率的变化曲线四、实验分析通过对实验结果的分析发现，切削速率对铝合金表面的影响量较大。

随着切削速率的增加，铝合金材料表面的粗糙度和变形量都会逐渐增加。

当切削速率为一定值时，铝合金材料表面的粗糙度和变形量达到最大值。

随着切削速率的继续增加，铝合金材料表面的粗糙度和变形量逐渐减小，但变化幅度较小。

对于表面粗糙度的影响，主要是由于切削速率的变化导致切削热量的不同，而切削热量的不同会直接影响铝合金材料的硬度和塑性，从而导致表面的粗糙度发生改变。

对于表面变形量的影响，主要是由于铝合金材料的塑性变形受到切削速率的影响，而切削速率的变化会导致铝合金材料的变形量不同。

五、综合评价通过本次实验，我们清晰的看到了切削速率对铝合金表面的影响以及成因。

在实际工业制造中，可以根据加工要求和材料特性，选择适当的切削速率，以达到较好的加工效果和加工质量。

影响机械加工表面质量的因素及改进措施在现代工业生产中，生产机械需要在高速运转的状态下工作。

这就需要机械加工零件具有较高的抗磨损、抗腐蚀能力、零件表面具有较高的质量。

机械加工表面质量对机械生产效率与产品质量的影响非常大，要提升机械生产的效率与产品质量，就需要了解影响机械加工表面质量的因素，并对这些因素加以控制，从而提升机械加工表面的质量，促进机械生产效率与产品质量的提升。

本文将对机械加工表面质量影响因素及改进措施进行了一定的阐述。

标签：影响；机械加工；表面质量；因素；改进措施一、影响机械加工表面质量的关键因素（一）切削力和切削热切削加工是机械零件加工中的一道重要工序，是机械零件加工的一种主要的加工方法，而切削热和切削力则是影响加工表面质量的重要因素。

在切削加工中，加工表面的质量在很大程度上受到切削热和切削力的影响。

机械零件在切削加工过程中，会产生残余应力，表面层硬度也会发生改变，甚至改变金属材料的金相组织。

在切削热和切削力的作用下，在切削的过程中，机械零件的表面层形态发生变形，进而导致冷却硬化的现象出现在机加工零件的表面，零件变形的阻力加大，改变零件的物理机械性能。

零件和刀具的相对高速运动中，会产生大量的切削热。

零件表面层材料的温度如果超过特定的界限，金属零件表层的硬度和强度将会降低，零件表面层材料的金相组织也会受到影响，在表层产生一定的残余应力，零件的机械加工表面质量也会受到不同程度的影响。

（二）原始误差理想化的零件机械加工质量同零件加工精度和表面加工质量的偏差值，就是所说的原始误差，它是在机械零件的加工过程中产生的。

分析其形成的原因可知，机械零件的加工技术手段、加工工艺系统都是造成原始误差的首要原因。

机械加工的表面质量，在很大程度上受到原始误差的影响。

另外，机床设备、待加工零件的材料特性、所采用的刀具和夹具都会对表面质量造成很大的影响，测量仪器也会造成一定影响。

原始误差主要包括两个方面，即调整误差和原理误差。

影响金属切削已加工表面质量因素分析摘要：在机械加工中，有很多因素影响已加工表面质量，如何使工件的已加工表面达到要求，就成为加工零件前必须考虑的问题。

关键词：金属切削；表面质量金属切削过程是指刀具从工件表面上切下多余金属层形成切屑和已加工表面的过程，经切削加工后的零件能获得要求的尺寸精度与表面质量，是机械制造业中最基本的加工方法。

金属切削过程中产生的切削变形、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损等现象都会对已加工表面质量造成影响。

1.已加工表面层质量简介已加工表面质量多是工件经过切削加工后呈现的表面状态，包括残余应力、硬化程度以及粗糙度等。

在切削加工时，受到切削力和切削温度作用后，会引起已加工表面层质量产生变化。

a.加工硬化加工层产生了急剧的塑性变形后，使表层组织硬度提高，破坏了内应力平衡，改变了表层组织性能，降低了材料的冲击韧度和疲劳强度，增加了材料的切削难度。

b.表层残余应力由于切削层塑性变形的影响，会改变表面层残余应力的分布，如切削后切削温度降低，使已加工表面层由膨胀而呈收缩状，在收缩时它受底层材料阻碍，使表面层中产生了拉应力。

残余拉应力受冲击载荷作用，会降低材料疲劳强度、出现微观裂纹，降低材料的耐蚀性。

C.表层微裂纹切削过程中切削表面在外界摩擦、积屑瘤和鳞刺等因素作用以及在表面层内应力集中或拉应力等影响下，造成已加工表层产生微裂纹，微裂纹不仅能降低材料的疲劳强度和耐蚀性，而且在微裂纹不断扩展情况下，造成零件损坏。

d.表层金相组织切削时由于切削参数选用不当或切削液浇注不充分，会造成加工表面层的金相组织变化，影响被加工材料原有的性能。

e.表面粗糙度表面粗糙度的形成主要包括两方面：一方面是由积屑瘤的生成就有犁沟，如高速钢铰刀铰孔，只要条件合适，积屑瘤便在主、副刀刃连接的地方生成，会在孔壁上切出螺旋形犁沟，加大了表面粗糙度值。

在积屑瘤形成的同时，由于剧烈的变形、摩擦和挤压作用在已加工表面还会出现鳞片状的毛刺即鳞刺现象，使已加工表面变得更粗糙。

实验四切削要素对表面加工质量的影响实验项目性质：综合性实验计划学时：2学时一、实验目的1、了解加工表面粗糙度的影响因素。

2、了解降低加工表面粗糙度的工艺措施。

3、通过实验测出数据验证切削用量f、ap对加工表面粗糙度的影响，达到深化、巩固所学的基本概念和基本理论的目的。

4、研究切削速度、切削深度和走刀量等因素对加工质量的影响规律。

5、掌握确定切削参数的基本方法。

二、实验装备设备：CA6140普通车床；粗糙度对照样板块、粗糙度测量仪等；刀具：硬质合金车刀若干把。

三、实验的基本原理1、零件经切削加工后的质量包括精度和表面质量。

(1) 精度是指零件在加工之后，其尺寸、形状等参数的实际数值同它们绝对准确的各个理论参数相符合的程度。

符合程度越高，亦即偏差(加工误差)越小，则加工精度越高。

(2) 表面质量已加工表面质量(也称表面完整性)包括表面粗糙度、表层加工硬化的程度和深度、表层剩余应力的性质和大小。

2、影响表面粗糙度的因素1）切削加工影响表面粗糙度的因素（1）刀具几何形状的反映刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其表面形状是刀具几何形状的反映。

减小主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。

此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液及提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。

（2）工件材料的性质加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。

工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。

加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。

（3）切削用量的选择切削三要素的选择也是影响表面粗糙度的重要因素。

切削三要素包括工件表面旋转线速度（V）、进给速度（F）、吃刀深度（Ap）。

合理的提高工件旋转线速度，降低进给速度，降低吃刀深度，都可以起到提高表面质量的作用。