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零件經過加工後,由于刀具、積屑瘤和鱗刺等給工件表面造成或大或小的波峰與波谷。這些峰谷的高低程度很小,通常只有放大才能看見。這種微觀幾何形狀特征,稱爲表面粗糙度。
以RaRzRy三種代號加數字來表示,機械圖紙中都會有相應的表面質量要求,一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面時稱作:鏡面。
輪廓算術平均偏差Ra:在取樣長度L內輪廓偏距絕對值的算術平均值
微观不平度十点高度Rz:在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与 5个最大的轮廓谷深的平均值之和
輪廓最大高度Ry:在取樣長度L內輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離
用電子儀器或光學儀器測量出Ra、Rz和Ry的數值即可定量評定表面粗糙度。在實際生産中,經常憑人的視覺和觸感並用樣塊與被加工表面相比較來鑒定其粗糙度。
標注方法:在零件圖上用符號標注加工表面的特征。爲基本符號,單獨使用這一符號是沒有意義的,加注參數值時表示表面可用任何方法獲得。
關于表面粗糙度的數值和表面特征、獲得方法、應用舉例
表面粗糙度對零件質量有很大的影響,主要集中在對零件的耐磨性、配合性質、抗疲勞強度、工件精度及抗腐蝕性上。
5.1、對摩擦和磨損的影響。表面粗糙度對零件磨損的影響,主要體現在峰頂與峰頂上,兩個零件相互接觸,實際上是部分峰頂的接觸,接觸處壓強很高,能使材料産生塑形流動。表面越粗糙,磨損越嚴重。
5 .2 对配合性质的影响。两构件配合,无非两种形式,过盈配合和间隙配合。对于过盈配合,由于在装配时,表面的峰顶被挤平,致使过盈量减小,降低了构件的连接强度;对于间隙配合,随着峰顶不断被磨平,其间隙程度会变大。因此,表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
5 .3 对抗疲劳强度的影响。零件表面越粗糙,凹痕越深,波谷的曲率半径也越小,对应力集中越敏感。因此,零件表面粗糙度越大,其应力集中越敏感,其承受抗疲劳强就越低。
5.4 对抗腐蚀性的影响。零件的表面粗糙越大,即其波谷就越深。这样,灰尘、变质的润滑油、酸性的和碱性的腐蚀性物质就容易积存在这些凹谷处,并渗透到材料的里层,加剧零件的腐蚀。因此,降低表面粗糙度,可以增强零件的抗腐蚀性。
主要分爲兩大種:增加相應的工藝和在原有的工藝上改進
增加相應的工藝:增加抛光、磨削、刮研、滾壓等工序,不僅能提高光潔度還能提升精度;另外國內外都有的超聲滾壓技術結合金屬塑性流動性,區別于傳統滾壓的冷作硬化,能提升粗糙度2-3個等級,還有改善材料綜合性能特點。
原有工藝上的改進:
6.1 合理选择切削速度。切削速度V 是影响表面粗糙度的一个重要因素。加工塑性材料,如中、低碳钢时,较低的切削速度易产生鳞刺,中速易形成积屑瘤,这会增大粗糙度。避开这个速度区域,表面粗糙度值会减小。所以不断地创造条件以提高切削速度,一直是提高工艺水平的重要方向。
6.2 合理选择进给量。进给量的大小直接影响工件的表面粗糙度,一般情况下,进给量越小,表面粗糙度就越小,工件表面越光洁。
6.3 合理选择刀具几何参数。前角和后角。增大前角,能使材料被切削时挤压变形和摩擦减小,也使总切削抗力减小,利于排屑。当前角一定时,后角越大,切削刃钝圆半径越小,刀刃越锋利;此外,还能减小后刀面与已加工表面和过渡表面的摩擦和挤压,有利于减小表面粗糙度值。增大刀尖圆弧半径r,可使其表面粗糙度值减小;减少刀具的副偏角Kr,也可使其表面粗糙度值减小。
6.4 选择合适的刀具材料。应选择导热性能好的刀具,以便及时传递切削热,降低切削区塑形变形。此外,刀具应具有良好的化学性能,防止刀具与被加工材料产生亲和作用,亲和力过大时,极易产生积屑瘤和鳞刺,造成表面粗糙度过大。如在其表层涂硬质合金或陶瓷材料,切削时时,刀面上形成氧化保护膜,它能降低与加工表面间的摩擦系数,故有利于提高表面光洁度。
6.5 改善工件材料的性能。材料的韧性决定着其塑性,韧性好其塑性变形的可能性就大,机械加工时,零件表面粗糙度就越大。
6.6 选择合适的切削液。正确选用切削液能显著地减小表面粗糙度。切削液具有冷却、润滑、排屑与清洗作用。可以减小工件、刀具和切屑之间的摩擦,带走大量的切削热,降低切削区温度,及时排掉细小切屑。
資訊來自《機加工前沿》
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