影響金屬切削加工表面質量的因素

摘要：隨著經(jīng)濟迅速的發(fā)展，金屬切削加工技術越來越受到人們的關注與重視，同時對我們的生產(chǎn)和生活也造成了巨大的影響。本文主要對金屬切削加工中能夠控制表面質量的主要因素進行探究，得到控制表面質量的方法，改善控制表面質量的技術方法。從而提高工件的加工效率，生產(chǎn)優(yōu)質的產(chǎn)品以及能夠獲取最大的經(jīng)濟效益。

關鍵詞：金屬切削加工切削力切削液刀具材料

1.引言

通過大量的生產(chǎn)實踐證明，在金屬切削加工中某些因素是可以控制和影響材料的表面質量的。這些因素主要包括：切削力、切削液及刀具材料。在金屬切削加工過程中，如果對這些因素進行合理的選擇以及對金屬切削過程進行正確的控制，不僅能高效率地得到優(yōu)質的產(chǎn)品，而且還能得到更好的收益。

2.切削力對金屬切削加工的影響

2.1.工件材料對切削力的影響

切削力是由材料的剪切屈服強度、塑性變形等因素來影響的。材料的剪切屈服強度與切削力成正相關關系，即材料的剪切屈服強度越高，切削力越大。切削力還受到材料塑性、韌性的影響，材料塑性、韌性越好，切削力越大。

2.2.刀具幾何角度對切削力的影響

從刀具幾何角度分析，切削力主要受前角、主偏角和刃傾角變化的影響。當前角減小時，切削變形增大，切削力加強。但是還需注意，前角對切削力的影響與材料有關。切削力的作用方向主要受主偏角影響，與此同時，主偏角對主切削力、進給力和背向力都有一定影響。刃傾角對主切削力影響不大，但在一定范圍內(nèi)增大刃傾角使進給力增加、背向力減小。

3.切削液對金屬切削加工的影響

3.1.切削液的作用

在金屬切削加工過程中，切削液對切削加工有重要作用。主要分為四點：第一，冷卻作用。切削液常常以液體形式存在于切削區(qū)，它不僅能夠降低切削溫度，起到冷卻作用，還能夠減小工件與刀具的熱變形。第二，潤滑作用。切削液在工件與刀具、切屑之間形成一層油膜，減少它們之間的摩擦，起到潤滑作用。第三，排屑與清洗作用。生產(chǎn)加工時，切削液處于流動狀態(tài)，可將切削區(qū)域及機床上的細碎切屑沖走。第四，防銹作用。將防銹劑加入到切削液中，使金屬表面形成一層保護膜，可防止工件及刀具出現(xiàn)生銹現(xiàn)象。

3.2.切削液的種類

切削液主要分為三類。第一類，非水溶性切削液，主要對工件、刀具等有潤滑作用。第二類，水溶性切削液，主要用于工件、刀具等的冷卻和清洗。第三類，表面活性劑，這種物質既溶于水也溶于油，而且將水和油連接在一起，故其有乳化作用。

3.3.切削液的選擇

切削液的選擇常根據(jù)工件材料、加工方法以及刀具材料等具體情況而選擇。

（1）根據(jù)工件材料選擇。切削加工塑性材料時需用切削液，脆性材料則不需要。

（2）根據(jù)加工方法選擇。如果對材料進行磨削加工，選擇具有冷卻、清洗排泄及防銹功能的切削液。如果對材料進行半封閉或封閉加工，可以考慮極壓切削油和極壓乳化液。

4.刀具材料對金屬切削加工的影響

4.1.刀具材料的性能

通過考慮金屬切削加工中的實際因素，刀具材料應具有高硬度、高強度、以及良好的耐磨性、耐熱性和導熱性。硬度高的刀具材料才能完成切削加工任務，足夠的強度才能保證切削加工不會產(chǎn)生危險，良好的耐熱性才能保證在高溫環(huán)境下進行加工工作。只有這樣，才能保證加工安全、高效率的運行。

4.2.刀具材料的種類

刀具材料的種類一般是按照材料的物理化學性能區(qū)分。在實際生產(chǎn)中，高速鋼、硬質合金是使用最為廣泛的。耐熱性較差的碳素、合金工具鋼因其抗彎強度較高，主要用于中、低速切割。高速鋼按用途又可分類，通常分為兩類：第一類，通用型高速鋼；第二類，高性能高速鋼。良好的工藝性是通用型高速鋼的顯著特色，而高性能高速鋼是在通用型高速鋼的基礎上加入微量元素，故高性能高速鋼的耐磨性、耐熱性顯著提高。陶瓷材料的主要成分是氧化鋁，是經(jīng)壓制成型后燒結而成。其具備穩(wěn)定的化學性能，故適用于較高的切削速度。金剛石是目前最硬的刀具材料，不僅能夠完成有色金屬的加工，而且善用于非金屬材料的高速精加工。立方氮化硼，一種硬度和耐磨性僅次于金剛石的刀具材料。適用于冷硬鑄鐵和一些很難加工材料的加工。

5.金屬切削加工中控制表面質量的方法

5.1.合理選擇刀具材料

刀具材料的選擇一般根據(jù)加工材料和具體的加工情況而定。在金屬切削加工過程中，對有色金屬及非金屬材料進行高速精加工時，一般采用金剛刀。利用的是金剛刀硬度高，耐磨性好，摩擦系數(shù)小的性能。對碳鋼、合金鋼進行高速精加工時，可以采用涂層硬質合金、或者立方氮化硼刀具材料，利用的是硬度高，耐磨性好，特別是其化學穩(wěn)定性好的性能。

5.2.合理選擇切削液

為了減少切屑、刀具與工件間的摩擦，可通過選擇合理的切削液來實現(xiàn)。切削液的科學應用，可避免粘結現(xiàn)象，改善已加工表面質量。但是其使用效果，還需綜合考慮與刀具材料、工件材料、加工方法等因素。

結束語

綜合上述分析，在進行金屬切削加工過程中，我們要順利完成工作，必須做到刀具的受力分析，切削液的合理選擇，以及刀具材料的科學應用。只有認真負責的完成這些，才能有效的控制工件的表面質量，才能高效率地得到優(yōu)質的產(chǎn)品，進而得到更好的效益。

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