（表面粗糙度的成因及其影响因素分析）

其主要原因是当积屑瘤在生长阶段时，它与前刀面的粘结比较牢，因此积屑瘤在已加工表面上刻划纵向沟纹的可能性大于对已加工表面的沾附。

当积屑瘤处于最大范围以及消退阶段，它已经不很稳定，这时它方面虽然还时而刻划沟纹，但更多的是沾附在已加工表面上。

在定的切削速度范围内，新生的切屑底层金属与前刀面发生强烈的挤压和摩擦，破坏了前刀面的氧化膜和吸附膜，使其与前刀面的接触面积逐渐增大。

同时在巨大的压力作用下切屑底层的流动速度较切屑的上层金属缓慢的多，并将沿前刀面产生很大的变形，即出现滞流现象。

此外，压力作用将使切屑底层金属填满前刀面的微观凹谷，发生冷焊。

冷焊层具有较大的强度和硬度，能抵抗切削力作用而不致从前刀面上脱落，形成第层积屑瘤。

由于切屑还在继续流动，因而与第层积屑瘤接触的层金属又产生很大的变形并冷焊层积在第层积屑瘤上面。

这样不断冷焊层积，积屑瘤不断长大。

当积屑瘤长到定高度时，由于积屑瘤改变了前刀面的实际形状，使切屑与前刀面的接触条件和受力情况发生变化，积屑瘤不再继续生长，个完整的机屑瘤便形成了。

积屑瘤包覆着切削刃和前刀面的部分，旦形成便替代切削刃和前刀面进行切削，从而切削刃和前刀面得到了积屑瘤的保护。

但是积屑瘤存在的稳定性较差，常因冷焊结的破裂而把刀具前刀面近刀尖处的金属带走部分，反而加剧了刀具的磨损。

鳞刺鳞刺是指已加工表面上鳞片状的毛刺。

鳞刺的成因是在切削过程中，切屑与前刀面产生严重摩擦条件下出现的粘结现象，在堆积的粘结层挤压下，加剧了金属层的塑性变形，致使刀刃前方的加工表面上产生导裂，当切削力超过粘结力时，切屑流出并被切离，而导裂层残留在巳加工表面上形成鳞刺。

鳞刺对已加工表面质量有严重的影响，它往往使表面粗糙度等级降低级。

振动切削过程中如果有振动，加工表面会出现振纹，表面粗糙度就会显著变大。

振动是由于径向切削力太大，或工件系统的的刚度小而引起的。

切削过程中产生振动使加工表面产生振纹。

振纹呈纵向分布，横向分布或斜向分布。

振动波形高低与振动的振幅振纹的密度和振动的频率有关。

振动不仅对刀具的磨损有很大影响，还恶化了加工表面质量。

振动有自激振动和强迫振动。

自激振动是由于切削过程中的作用力的变动而引起的。

例如切削与刀具间的摩擦力变化刀具磨损产生作用力机屑瘤不稳定导致切削厚度的变化等。

强迫振动是由外界的周期性作用力引起的，例如，机床运动的不平稳安装误差造成离心力作用滑动导轨的形状误差工件材质的不均匀间断切削和崩碎切削作用等。

其他因素除上述以外，造成巳加工表面粗糙不平的原因还有刀具后刀面磨损造成的挤压和摩擦痕迹刀刃上缺陷复映在加工表面上的沟痕被切屑拉毛和刮伤痕迹等。

切削加工时，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，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。

图车刀纵车外圆图车刀纵车外圆图车刀纵车外圆如图和图所示，用刀尖圆弧半径的车刀纵车外圆时，每完成单位进给量后，留在已加工表面上的残留面积，它的高度即为理论粗糙度的轮廓最大高度，由上图可知并由残留面积计算出长度内轮廓算术平均偏差为上式表明，残留面积为三角形时，理论粗糙度的轮廓算术平均偏差是残留面积高度的。

如图，用刀尖圆弧半径的车刀纵车外圆时留下的残留面积，它的高度为经推算得轮廓算术平均偏差为由上式可见，进给量刀具主偏角К副偏角К越大刀尖圆弧半径ε越小，则切削层残留面积就越大，切削速度高，刀具工件材料导热性差，而热膨胀系数又较大的情况下，切削液的冷却作用尤为重要。

切削液的冷却性能决定于它的导热系数比容汽化热汽化速度以及流量流速等。

水的导热系数为油的倍，比热约大倍，故其冷却性能最好。

切削液的润滑作用是使工件刀具切屑间形成边界润滑摩擦条件，通过切削液的渗透，在刀具与切屑工件的接触面上形成吸附粘膜，减少金属与金属直接接触面积，降低摩擦系数和摩擦力，减少切削变形，因而起到润滑作用。

同时还可以抑制积屑瘤的生长，减小加工表面粗糙度值，减少切削力，降低切削温度，提高刀具耐用度。

切削速度对切削温度的影响最大，而且还能影响切削液的渗透的时间，所以，它对切削液的润滑效果有很大的影响。

般说来，切削速度越高，切削液的润滑效果越低。

然而，切削速度高时，主要考虑切削液的冷却作用，这对降低切削温度提高刀具的耐用度将有显著效果。

切削液的润滑效果还与它的切削条件有关。

例如，切削厚度越大，工件材料强度越高，润滑效果就越差。

为了防止工件机床刀具受周围介质腐蚀，要求切削液具有良好的防锈作用。

防锈作用取决于切削液的本身性能。

防锈的添加剂可在金属表面吸附或化合，形成保护膜，防止与腐蚀介质接触而起到防锈作用。

金属切削过程中，有时产生些细小的切屑。

为了防止碎屑或磨粉划伤已加工的工件表面和机床导轨面，防止磨屑嵌在砂轮空隙中降低磨削性能，要求切削液有良好的清洗作用。

此外，加工后的表面粗糙度要低，对于使用的机床系统，也应具有较高的精度和刚度及较强的抗振性，否则，即使有很好的刀具，选择最佳的切削用量等也很难获得高质量的加工表面。

结论本论文通过调查文献来获得资料，从而全面地正确地了解掌握这个研究问题，了解有关零件表面粗糙度的基本参数和影响因素。

如何更好的控制表面粗糙度，达到产品最优化。

对表面粗糙度的基础知识进行了简要介绍其次，着重分析了影响零件表面粗糙度的因素及其影响规律和趋势在此基础上，探寻改善和提高表面粗糙度的措施和方法。

零件表面粗糙度无疑是研究领域中最富有活力对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。

谢辞本论文在马利杰老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，都凝聚着马老师的心血和汗水，在此向马老师表示深深的感谢和崇高的敬意。

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。

同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里并向有关的作者表示谢意。

我还要感谢同组的各位同学，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢。

参考文献前苏и克拉盖尔斯基摩擦磨损与润滑手册北京机械工业出版社，德哈比希材料的磨损与硬度，北京机械工业出版社，葛中民耐磨损设计北京机械工业出版社，刘长生汽车摩擦学合肥安徽科学技术出版社，徐灏机械设计手册第册机械工业出版社，柳辉互换性与技术测量华东理工大学出版社，付风岚胡业发张新宝公差与检测技术科学出版社，姜明灿公差与测量技术华中科技大学出版社，，李书和数控机床误差补偿的研究天津天津大学，廖平兰机床加工过程综值也越大，零件加工表面就越粗糙。

以上式是理论计算结果，称为理论粗糙度。

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，这说明影响表面粗糙度的还有其它原因。

表面粗糙度对零件使用性能的影响，零件表面越粗糙，配合表面间的实际有效接触面积越小，单位面积压力增大，表面易磨损。

但过于光滑的表面不利于润滑油的储存，还会增加两表面的分子吸附作用，磨损也会加剧。

具有粗糙度的两表面贴合时，往往是凸峰顶部先接触。

因此，实际接触面积大大小于理论接触面积，粗糙度越大，实际接触面积越小。

在初期磨损阶段，因零件表面有较多的尖峰，实际接触面积极小，因而磨损较快。

随着磨损的加大，实际接触面积逐渐增大，单位面积载荷逐渐下降，磨损过程减缓而趋向稳定，进入正常磨损阶段。

最后磨损继续发展，实际接触面积越来越大，产生了金属分子间的亲和力，使表面容易咬焊，从而进入急剧磨损阶段。

控制措施合理选择切削用量切削速度。

切削速度是影响表面粗糙度的个重要因素。

加工塑性材料如普通碳钢时，切削速度较低易产生鳞刺，低速至中速易形成积屑瘤，粗糙度也大。

避开这个速度区域，表面粗糙度值会减小。

加工脆性材料时，因为般不会形成积屑瘤和鳞刺，所以切削速度对表面粗糙度基本无影响。

由此可见，用较高的切削速度，既可提高生产率，同时又可使加工表面粗糙度较小。

所以不断地创造条件以高提切削速度，直是提高工艺水平的重要方向。

其中发展新刀具材料和采用先进刀具结构，常可使切削速度大为提高。

进给量。

进给量越小，表面残留面积高度越低，因此，表面粗糙度越小。

在高速区，利用减小进给量来提高加工表面质量是个较为有效的措施在中速区，为了抑制积屑瘤，应选取较大的进给量，但还应配合选用较小副偏角或磨出修光刃，以达到减小残留面积高度的目的在低速区，适当地减小进给量后能减少或抑制积屑瘤鳞刺等现象产生，使表面粗糙度值减少。

合理选择刀具几何参数前角和后角。

适当增大刀具的前角使刀具易于切入工件，塑性变形小有利于减小表面粗糙度值。

当前角定时，后角越大，切削刃钝圆半径越小，刀刃越锋利同时，还能减小后刀面与加工表面间的摩擦和挤压，有利于减小表面粗糙度值。

但后角太大削弱了刀具的强度，容易产生切削振动，使表面粗糙度值增大。

主副偏角和刀尖圆弧半径。

减少刀具的主偏角和副偏角和增大刀尖圆弧半径ε，可减小切削残留面积，使其表面粗糙度值减小。

刃倾角。

大刃倾角刀具能较明显地降低表面粗糙度。

由于刃倾角增大，实际工作前角也随之增大。

切削过程中的金属塑性变形程度随之下降，于是切削力也明显下降，这会显著地减轻工艺系统的振动，而从使加工表面的粗糙度值减小。

选择合适的刀具材料刀具材料与被加工材料金属分子的亲和力大时，被加工材料容易