工件表面粗糙度的保證

1、繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文）題目：工件表面粗糙度的保證院、系（站）：西安機(jī)電信息技術(shù)學(xué)院 學(xué) 生： 趙康康 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 楊雙 2012年10月 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 題目：工件表面粗糙度的保證院、系（站）：西安機(jī)電信息技術(shù)學(xué)院 學(xué) 生： 趙康康 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 楊雙 2012年10月 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書院系或教學(xué)站點： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 批準(zhǔn)日期： 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止三、畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行地點： 四、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容： 負(fù)責(zé)指導(dǎo)老師： 指 導(dǎo) 教 師： 接受設(shè)

2、計（論文）任務(wù)并開始執(zhí)行日期： 學(xué) 生 簽 名： 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）考核評議書 院（系、站） 專業(yè)指導(dǎo)教師對學(xué)生 所完成的課題為 的畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行的情況、完成的質(zhì)量及評分的意見： 負(fù)責(zé)指導(dǎo)教師隊 指導(dǎo)教師 年 月 日 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）考核審定結(jié)果 院（系、站） 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）考核審定組對學(xué)生 所完成的課題為 的畢業(yè)設(shè)計（論文）考核審定結(jié)果確定成績?yōu)?畢業(yè)設(shè)計（論文）審核組負(fù)責(zé)人 審核組成員 年 月 日摘 要隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備被運(yùn)用到制造業(yè)中，而制造業(yè)也需要越來越多的設(shè)備來滿足發(fā)展。但無論加工技術(shù)如何改進(jìn)，它們始終都是在

3、為一個目標(biāo)服務(wù)，那就是工件的加工質(zhì)量。本文對加工質(zhì)量中的表面粗糙度進(jìn)行了較為詳細(xì)的解說。并對使其下降的原因和如何預(yù)防進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：刀具; 振動; 切削液;目 錄1 表面粗糙度的介紹（1）1.1 表面粗糙度的定義（1）1.2 表面粗糙度對零件使用的影響及主要表現(xiàn)（1）2刀具對表面粗糙度的影響（3）2.1 積削瘤和切削熱（3）2.2 刀具幾何參數(shù)的影響（3）2.3 刀具材料的影響（6）刀具材料的基本性能（6）刀具材料的種類及常用刀具材料（7）3 振動對表面粗糙度的影響（11）振動的概念及危害（11）概念（11）振動的分類（11）機(jī)械加工過程中振動的危害（11）機(jī)械加工過程中振動的防止方法（1

4、2）減小強(qiáng)迫振動的途徑（12）3.自激振動的控制（12）4 切削液對表面粗糙度的影響（16）切削液的概述（16）切削液的作用（16）切削液的選擇原則（17）5 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)（20）參考文獻(xiàn)（21）致 謝（22）1 表面粗糙度的介紹1.1 表面粗糙度的定義中文名稱：表面粗糙度 英文名稱：surface roughness 定義：評定加工過的材料表面由峰、谷和間距等構(gòu)成的微觀幾何形狀誤差的物理量。常用評定參數(shù)可分為高度參數(shù)、間距參數(shù)和形狀參數(shù)(綜合參數(shù))三個系列。 表面粗糙度對零件使用的影響及主要表現(xiàn)表面粗糙度對零件使用情況有很大影響。一般說來，表面粗糙度數(shù)值小，會提高配合質(zhì)量，減少磨損，延長零件

5、使用壽命，但零件的加工費(fèi)用會增加。因此，要正確、合理地選用表面粗糙度數(shù)值。 在設(shè)計零件時，表面粗糙度數(shù)值的選擇，是根據(jù)零件在機(jī)器中的作用決定的?？偟脑瓌t是： 在保證滿足技術(shù)要求的前提下，選用較大的表面粗糙度數(shù)值。具體選擇時，可以參考下述原則：（1）工作表面比非工作表面的粗糙度數(shù)值小。（2）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度數(shù)值小。摩擦表面的摩擦速度越高，所受的單位壓力越大，則應(yīng)越高；滾動磨擦表面比滑動磨擦表面要求粗糙度數(shù)值小。（3）對間隙配合，配合間隙越小，粗糙度數(shù)值應(yīng)越?。粚^盈配合，為保證連接強(qiáng)度的牢固可靠，載荷越大，要求粗糙度數(shù)值越小。一般情況間隙配合比過盈醞合粗糙度數(shù)值要小。（4）配合表面的

6、粗糙度應(yīng)與其尺寸精度要求相當(dāng)。配合性質(zhì)相同時，零件尺寸越小，則應(yīng)粗糙度數(shù)值越??；同一精度等級，小尺寸比大尺寸要粗糙度數(shù)值小，軸比孔要粗糙度數(shù)值?。ㄌ貏e是IT8IT5的精度）。 （5）受周期性載荷的表面及可能會發(fā)生應(yīng)力集中的內(nèi)圓角、凹稽處粗糙度數(shù)值應(yīng)較小。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1） 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，磨損就越快。 2） 表面粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。 3） 表面粗糙度影響零件的疲勞強(qiáng)度。

7、粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。 4） 表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面腐蝕。 5） 表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。 6）表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機(jī)器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。 7）影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。 此外，表面粗糙度對零件的鍍涂層、

8、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。2 刀具對表面粗糙度的影響2.1 積削瘤和切削熱 在說刀具對表面粗糙度的影響之前，我們有必要了解一下積削瘤和切削熱。 1 在金屬切削過程中，常常有一些從切削和工件上來的金屬冷焊并層積在前刀面上，形成一個非常堅硬的金屬堆積物，其硬度是工件材料硬度的23倍，能夠代替刀刃進(jìn)行切削，并且以一定的頻率生長和脫落。這種堆積物稱為積削瘤。它的作用：1、保護(hù)刀具。2、增大前角。3、增大切削厚度4、增大已加工表面的粗糙度。5、通常有減少刀具磨損，提高刀具壽命作用（如果積削瘤頻繁脫落反而降低刀具壽命）。顯然，積削

9、瘤有利有弊。粗加工時，對精度和表面粗糙度要求不高，如果積削瘤能穩(wěn)定生長，則可以代替刀具進(jìn)行切削，保護(hù)了刀具，同時減少了切削變形。精加工時，則絕對不希望積削瘤的出現(xiàn)。 2 切削金屬時，由于切屑剪切變形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，這種熱叫切削熱。使用切削液時，刀具、工件和切屑上的切削熱主要由切削液帶走；不用切削液時，切削熱主要由切屑、工件和刀具帶走或傳出，其中切屑帶走的熱量最大，傳向刀具的熱量雖小，但前面和后面上的溫度卻影響著切削過程、工件的表面質(zhì)量和刀具的磨損情況，所以了解切削溫度的變化規(guī)律是十分必要的。2.2 刀具幾何參數(shù)的影響1. 前角 前角增大，切削變形和摩擦產(chǎn)生的熱量

10、減小，切削溫度下降。但如果前角過大，刀具的散熱體積減小，切削溫度反而上升。       前角是車刀切削部分的一個最主要的角度，車刀是否鋒利主要取決于前角的大小，一般在加大前角時，可以減小切屑變形，減少切屑和前刀面的摩擦，使切削力降低，切削起來很輕快。增大前角還可以使車刀前刀面上承受切削力的位置后移，改善刀刃受力情況的同時還可以抑制積屑瘤的產(chǎn)生。減小前角可增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，但切屑變形和切削力都會增大。+前角的選擇主要根據(jù)以下原則：    (1)加工塑性材料時，前角應(yīng)取較大值；加工脆性材料時，應(yīng)選用較小的前角。&

11、#160;   (2)工件材料的強(qiáng)度、硬度較低時，選用較大的前角；反之，選用較小的前角。    (3)刀具材料堅韌性好時前角應(yīng)選大些(如高速鋼車刀)；刀具材料堅韌性差時前角應(yīng)選小些(如硬質(zhì)合金車刀)。     (4)粗加工和斷續(xù)切削時應(yīng)選較小的前角；精加工時應(yīng)選較大的前角。    (5)機(jī)床、夾具、工件、刀具系統(tǒng)剛性差時應(yīng)選較大的前角。2. 主偏角 主偏角減小，刀刃工作長度和刀尖角增加，刀頭散熱體積增大，改善了散熱條件，使切削溫度下降。主偏角是一個重要的角度，它對車刀的耐用度有很大的影

12、響。它的變化直接影響到切削厚度o<與切削寬度J。的大小。增大主偏角，切削厚度增大，切削寬度減小，切屑容易折斷。相反，減小主偏角時，切削刃單位長度上的負(fù)荷減輕，由于主切削刃工作長度增長，刀尖角增大，改善了刀具散熱條件，提高了刀具的耐用度。改變主偏角的大小，可改變徑向力F，和軸向力F，的大小。主偏角增大時，廠減小，不易產(chǎn)生震動。常用的車刀主偏角有45、60、75、90幾種。主偏角的選擇主要根據(jù)以下幾點原則：    (1)工件材料越硬，應(yīng)選取較小的主偏角。    (2)剛性差的工件(如細(xì)長軸)應(yīng)選較大的主偏角，減小徑向切削分力。

13、60;   (3)在機(jī)床、夾具、工件、刀具系統(tǒng)剛性較好的情況下，主偏角應(yīng)盡可能選小一些。3. 副偏角 減少副切削刃與工件已加工表面間的摩擦。 較小的副偏角可顯著地減少車削后的殘留面積，減小工件的表面粗糙度。但是減小副偏角會增加切削面積，容易引起振動，只有當(dāng)工件、車刀、夾具和機(jī)床有足夠的剛性時，才能取較小的副偏角。有時為了得到光潔的工件表面，采用寬刃大走刀來進(jìn)行精車，如果進(jìn)給量小于刀刃寬度那么它的副偏角就等于零。副偏角的選取主要根據(jù)以下原則：    (1)工件、車刀、夾具及機(jī)床系統(tǒng)的剛性好，可選較小的副偏角。   

14、(2)精加工刀具應(yīng)選較小的副偏角。    (3)加工高硬度材料或斷續(xù)切削時，應(yīng)選較小的副偏角，以提高刀尖強(qiáng)度。4. 刀尖角 影響刀尖強(qiáng)度和散熱性能。實際工作中一般會磨一個過渡刃。過渡刃的作用主要是提高刀尖強(qiáng)度和改善散熱條件。車削時，刀尖處的主副切削刃都參加切削，切削力和切削熱最集中，溫度最高，因此刀尖處的磨損最為嚴(yán)重。加工中心而當(dāng)?shù)都馓幠ビ羞^渡刃后，就能顯著改善刀尖處的切削性能，提高車刀的耐用度。過渡刃的形狀有直線形和圓弧形 (即刀尖圓弧半徑r()兩種，前者因呈直線形，其偏角大小通常均取主偏角的一半左右，過渡刃長度為0.52mm。而后者不但能提高車刀的耐用度，還可

15、減少車削后的殘留面積，降低工件已加工表面粗糙度；但刀尖圓弧半徑r不宜過大，加工中心否則會引起振動如高速鋼前角可比硬質(zhì)合金刀具有所不同。5. 主后角 減少車刀主后面和工件過渡表面間的摩擦。后角大，相對的摩擦可以減少，車削時較輕快，車刀的磨損也比較慢。但后角選得過大，車刀的楔角會顯著減小，使車刀的強(qiáng)度大大降低，容易崩刃；同時車刀刀刃的散熱條件變差，磨損加劇。后角的選擇主要根據(jù)以下原則：    (1)加工硬度高、機(jī)械強(qiáng)度大及脆性材料時，應(yīng)選較小的后角。加工硬度低、機(jī)械強(qiáng)度小及塑性材料時，應(yīng)選較大的后角。    (2)粗加工時應(yīng)選取較小后角，

16、精加工時應(yīng)選取較大后角。采用負(fù)前角車刀時，后角應(yīng)選大些。    (3)工件與車刀的剛性差時應(yīng)選較小的后角。    (4)高速車削時，應(yīng)選較小的后角。6. 副后角 減少車刀副后面和工件已加工表面間的摩擦。7.刃傾角 控制排屑方向。當(dāng)刃傾角為負(fù)值時，可增加刀頭強(qiáng)度，并在車刀受沖擊時保護(hù)刀尖。 刃傾角是一個重要的角度，它與切屑流向及刀具的強(qiáng)度有密切的關(guān)系。當(dāng)刃傾角為正值時，切屑流向工件待加工表面；當(dāng)刃傾角為負(fù)值時，切屑流向工件已加工表面；當(dāng)刃傾角為零時，切屑基本上垂直于主切削刃方向卷曲流出或呈直線狀排出。刃傾角為負(fù)值時，刀尖位于主切削刃的最

17、低點。切削時離刀尖較遠(yuǎn)的切削刃先接觸工件，而后逐漸切人。這樣可使刀尖免受沖擊，車削平穩(wěn)，有利于保護(hù)刀尖，提高刀具的耐用度。刃傾角的選擇主要根據(jù)以下幾點原則：(1)一般粗車時(指工件圓整、被切層均勻)，選取稍偏于負(fù)值的刃傾角(0°-3°)；精車時，應(yīng)選取負(fù)值的刃傾角(-3°-    8°)。        (2)強(qiáng)力車削時，選取負(fù)值的刃傾角(-5°-10°)；沖擊負(fù)荷大的斷續(xù)車削時，應(yīng)選取較大負(fù)值的刃傾角(-10°以上)。

18、60;   (3)加工高硬材料時，應(yīng)選取負(fù)值的刃傾角，以提高刀尖強(qiáng)度。硬質(zhì)合金外圓車刀切削部分幾何角度的標(biāo)注a）車刀切削部分幾何角度的標(biāo)注 b）車刀外形圖2.3 刀具材料的影響刀具材料是指刀具切削部分的材料。金屬切削時，刀具切削部分直接和工件及切削相接觸，承受很大的壓力、較高的溫度、劇烈的摩擦和沖擊等作用，為了適應(yīng)如此頻繁的切削負(fù)荷、惡劣的工作條件，保證工件質(zhì)量，刀具材料應(yīng)具備以下基本性能。1 高硬度要對工件進(jìn)行切削加工，刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，否則在高溫高壓下，就不能保持刀具鋒利的幾何形狀，所以，高硬度是刀具材料最基本的性能。2 良好的耐磨性耐磨性是指刀具材

19、料抵抗摩擦和磨損的能力，是刀具材料應(yīng)具備的主要條件之一。耐磨性與硬度有密切關(guān)系，一般來說，材料的硬度越高，耐磨性也越好。3 足夠的強(qiáng)度和韌性在切削加工中，刀具切削部分的材料要承受各種應(yīng)力、沖擊載荷和振動。為防止刀具變形、崩刃和斷裂，刀具材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性。通常用材料的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性來表示。 4 高耐熱性 耐熱性是指刀具材料在高溫下仍能保持常溫時的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力，一般用紅硬性或高溫硬度表示。刀具材料耐熱性越好，表明刀具材料在高溫時抗塑性變形和抗磨損的能力越強(qiáng)。 5 良好的導(dǎo)熱性 導(dǎo)熱性是指刀具傳導(dǎo)切削熱的能力。導(dǎo)熱性越好，切削時產(chǎn)生的熱量越容易傳導(dǎo)出去，有利于降低切

20、削溫度和減輕刀具的磨損，提高刀具壽命。 6 良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 為了便于刀具的制造，刀具切削部分材料應(yīng)具有良好的加工性能和熱處理性能，即具有良好的可加工性能、可磨削性能、高溫塑性、鍛造性、焊接性及熱處理工藝性等。刀具材料的種類及常用刀具材料目前金屬切削加工中應(yīng)用的刀具材料，碳素工具鋼已基本淘汰，合金工具鋼也很少使用，所使用的道具材料主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金剛石5類。其主要物理力學(xué)性能如下表。我國目前應(yīng)用最多的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金，其次是超硬材料和陶瓷材料。高速鋼是高速工具鋼的簡稱，又叫鋒鋼、白鋼，是在鋼中加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。表中列

21、出了幾種常見的高速鋼的力學(xué)性能。硬質(zhì)合金是用粉末冶金的方法制成的，它是由高硬度、高熔點的金屬碳化物（碳化鎢WC、碳化鈦TiC等）的微粉和金屬黏結(jié)劑（鈷Co、鉬Mo等），在高壓下壓制成形，并在1500攝氏度的高溫下燒結(jié)而成。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO將硬質(zhì)合金分為P、K、M 3大類，該3大類硬質(zhì)合金的主要成分都是碳化鎢，故又稱碳化鎢基硬質(zhì)合金。K類相當(dāng)于我國的鎢鈷類硬質(zhì)合金，代號YG，適用于加工短切削的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，外包裝用紅色標(biāo)志。P類相當(dāng)于我國的鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，代號YT，適用于加工長切削的黑色金屬，外包裝用藍(lán)色標(biāo)志。M類相當(dāng)于我國的鎢鈦鉭鈷類硬質(zhì)合金，代號YW，適用于加工長、短切削的

22、黑色金屬和有色金屬，外包裝用黃色標(biāo)志。3 振動對表面粗糙度的影響3.1振動的概念及危害 機(jī)械加工過程中，切削中會發(fā)生振動，這種振動主要是由于工藝系統(tǒng)剛度不足所引起的。會破壞工件與刀具之間的正常運(yùn)動軌跡，使加工表面產(chǎn)生振痕，將嚴(yán)重影響零件的表面質(zhì)量和使用性能。動態(tài)變載荷使刀具極易磨損，機(jī)床連接特性遭到破壞，縮短了刀具和機(jī)床的使用壽命。當(dāng)振動嚴(yán)重時，使加工過程無法進(jìn)行。為了減少振動，有時不得不降低切削用量，而使生產(chǎn)率下降。各種切削和磨削過程都會發(fā)生振動，當(dāng)速度高、金屬切除率大時會產(chǎn)生較強(qiáng)烈的振動。 工藝系統(tǒng)的振動可分為三種類型：自由振動、受迫振動和自激振動。a、自由振動：當(dāng)系統(tǒng)受到初始干擾力而破壞

23、了其平衡狀態(tài)后，僅靠彈性恢復(fù)力來維持的振動成為自由振動。在切削過程中，由于材料硬度不均或工件表面有缺 械加工的影響不大。b、強(qiáng)迫振動：是一種在工藝系統(tǒng)內(nèi)部或外部周期性干擾力持續(xù)作用下，系統(tǒng)被破產(chǎn)生的振動。c、自激振動： 系統(tǒng)在沒有受到外界周期性干擾力作用下產(chǎn)生的持續(xù)振動稱為自激振動。維持這種振動的交變力是由振動系統(tǒng)在自身運(yùn)動中激發(fā)出來的。（1） 影響零件的尺寸和位置精度及加工表面粗糙度 當(dāng)振動頻率較高時會產(chǎn)生微觀不平度，振動頻率較低時會產(chǎn)生波度。 （2）影響生產(chǎn)效率 機(jī)械加工過程一旦產(chǎn)生振動，就要減小切削用量，使得機(jī)床刀具性能得不到充分發(fā)揮，從而限制生產(chǎn)效率的提高。 （3）影響刀具壽命 振動將

24、使加工系統(tǒng)持續(xù)承受動態(tài)交變載荷作用，刀具極易磨損，甚至崩刃，特別像硬質(zhì)合金，陶瓷等韌性差的刀具更是如此。 （4）影響機(jī)床、夾具的使用壽命 振動會使機(jī)床、夾具的零部件的連接產(chǎn)生松動，間隙加大，接觸剛度減小，精度降低，使用壽命縮短。 （5）產(chǎn)生噪聲污染 機(jī)械加工中的振動所引起的噪聲有害與操作者的健康。機(jī)械加工過程中振動的防止方法（1）對高速回轉(zhuǎn)（600r/min以上）的零件進(jìn)行平衡或設(shè)置自動平衡裝置?；虿捎脺p震裝置。（2）調(diào)整軸承及鑲條等處的間隙，改變系統(tǒng)的固有頻率，使其偏離激振頻率：調(diào)整運(yùn)動參數(shù)，可能引起強(qiáng)迫振動的振源頻率，遠(yuǎn)離機(jī)床加工薄弱的固有頻率。（3）提高傳動裝置的穩(wěn)定性，如果在車床或磨床

25、上采用少接頭。無接頭皮帶，傳動皮帶應(yīng)選擇長短一致。用斜齒輪代替直齒輪，在主軸上安裝飛輪等。（4）在緊密磨床上用葉泵代替齒輪泵，在液壓系統(tǒng)中采用緩沖裝置等以消除運(yùn)動沖擊。（5）將高精度的機(jī)床的動力源于機(jī)床本體分制在兩個基礎(chǔ)上以實現(xiàn)隔振。常用隔振材料及隔振器有橡膠隔振器，泡沫橡膠，毛粘等。（6）適當(dāng)選擇砂輪的硬度，粒度和組織，減輕砂輪堵塞，減小磨削力的波動。（7）按均勻銑削條件適當(dāng)選擇銑刀直徑，齒數(shù)和螺旋角；增加銑刀齒數(shù)，以順銑代替逆銑；采用等距刀齒結(jié)構(gòu)，破壞干擾力的周期性。（8）刮研接觸面，提高接觸剛度，采用跟刀架，中心架等增強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度，選擇較好的砂輪架導(dǎo)軌形式。（9）采用粘結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)件及薄

26、壁的封砂的床身等，增強(qiáng)阻尼，提高抗震能力。（10）隔離外來振動的影響，采用隔離措施，如在磨床砂輪電動機(jī)底座和墊紙板之間墊上具有彈性的木板或硬膠皮等。自激振動主要受切削過程的工藝系統(tǒng)內(nèi)部因素的影響。主要影響因素有切削用量，刀具幾何參數(shù)和切削過程中的阻尼等。通過合理控制這些因素，就能減小或消除自激振動。1、盡量減小重疊系數(shù)u重疊系數(shù)u直接影響再生效的大小。重疊系數(shù)取決于加工方法，刀具的幾何形狀，切削用量。圖3-1中列出了兩種加工方式的u值。車螺紋時，u=0，工藝系統(tǒng)不會再生型自激振動產(chǎn)生，切斷工件）時，u=1，再生效應(yīng)最大。對于一般外圓，縱向車削時，u=0到1，此時應(yīng)通過改變切削用量和刀具幾何形狀

27、，使u盡量減小，以提高切削的穩(wěn)定。2、合理選擇刀具幾何參數(shù) 刀具幾何參數(shù)中隊振動影響最大的主偏角kr和r0.主偏角增大，則垂直于表面的切削分力減小，故不易產(chǎn)生振動。當(dāng)kr=90度時，振幅最小。前角越大，切削力越小，振幅也越小。圖3.1所示為前角對振幅的影響。適當(dāng)?shù)脑龃笄敖?，主偏角，能減小Fy從而減小振幅，后角可盡量減小，但精加工中由于切削深度較小，后角較小時，刀刃不容易切入工件，且使刀具后面與加工表面間的間隙加劇，反而容易引起自振，通常在刀具的住后面上磨出一段后角為負(fù)的窄棱面，如圖3.2所示，這樣可以增大工件和后刀面之間的摩擦阻尼，起到很好的減震效果。 3、 合理選擇切削用量 圖3.3中是切削

28、速度與振幅的關(guān)系曲線。從圖中可以看出，在低速或高速切削時，振動較小。圖3.4圖3.5時進(jìn)給量和切削深度與振幅之間的關(guān)系曲線。它們表明，選較大的進(jìn)給量和較小的切削深度有利于減小振動。采用高速切削或低速可以避免自激振動。增大進(jìn)給量可使振幅減小，在加工表面粗糙度允許的情況下，可以選取較大的進(jìn)給量避免自激振動。切削深度增大，切削寬度也增大，振動增強(qiáng)，選擇切削深度時一定要考慮切削寬度對振動的影響。 4、提高工藝系統(tǒng)的剛度 首先是提高機(jī)床的抗振性能。例如外圓磨床的主軸系統(tǒng)要適當(dāng)?shù)臏p小軸承的間隙，滾動軸承要加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，以增強(qiáng)接觸剛度。工件與刀具的抗振性能成為系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)時，應(yīng)用細(xì)長刀桿加工孔時，要采用中

29、間導(dǎo)向支撐來提高刀具的抗振性能等等。5、采用減振裝置 在采用上述措施后仍然不能達(dá)到減振目的時，可考慮使用減振裝置。常用減振裝置有阻尼減振器和沖擊減振器：a.阻尼減振器 它利用固體和液體的摩擦阻尼來消耗振動的能量。如機(jī)床主軸系統(tǒng)中附加阻尼減振器，它相當(dāng)于間隙很大的滑動軸承，通過阻尼套和阻尼間隙中粘性油的阻尼作用來減振。b.沖擊減振器 它是由一個與振動系統(tǒng)剛性相關(guān)的殼體和一個在殼體內(nèi)自由沖擊的質(zhì)量塊所組成的。當(dāng)系統(tǒng)振動時，自由質(zhì)量塊所組成的。當(dāng)系統(tǒng)振動時，自由質(zhì)量塊反復(fù)沖擊振動系統(tǒng)，消耗振動的能量，以達(dá)到減振效果.(6)合理安排機(jī)床工件刀具的相對位置合理振型藕合自激振動原理，剛度比及方向的合理選擇

30、可以提高抗振性，抑制自激振動。另外，車削加工時，工件的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)對振動的影響往往不同，在很多情況下，工件反轉(zhuǎn)切削時，其切削力方向往往與系統(tǒng)的高剛度方向一致，因此切削的穩(wěn)定性較好。4 切削液對表面粗糙度的影響切削液（cutting fluid, coolant）是一種用在金屬切、削、磨加工過程中，用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體,切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配伍而成，同時具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點。金屬切削加工中，常用的切削液分為3大類：水溶液、乳化液和切削油。合理地選擇和使用切削液，可以改善刀具與工件、切削之間的摩擦狀況，降低切削力和

31、切削溫度，減少刀具磨損，從而提高刀具耐用度，改善以加工表面質(zhì)量和提高加工精度。1 潤滑作用金屬切削加工液（簡稱切削液）在切削過程中的潤滑作用，可以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。 在磨削過程中，加入磨削液后，磨削液滲入砂輪磨粒工件及磨粒磨屑之間形成潤滑膜，使界面間的摩擦減小，防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑，從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。 2 冷卻作用切削液的冷卻作用是通過它和因切削而發(fā)熱的刀具（或砂輪）、切屑和工件間的對流和汽化作用把

32、切削熱從刀具和工件處帶走，從而有效地降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。切削液的冷卻性能和其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱以及粘度（或流動性）有關(guān)。水的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱均高于油，因此水的冷卻性能要優(yōu)于油。 3 清洗作用在金屬切削過程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒，防止機(jī)床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，不致影響切削效果。對于油基切削油，粘度越低，清洗能力越強(qiáng)，尤其是含有煤油、柴油等輕組份的切削油，滲透性和清洗性能就越好。含有表面活性劑的水基切削液，清洗效果較好，因為它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥

33、等粘附在工件、刀具及砂輪上，同時它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上，把它從界面上分離，隨切削液帶走，保持切削液清潔。 4 防銹作用在金屬切削過程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)及切削液組分分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機(jī)床部件表面也會因此而腐蝕。此外，在工件加工后或工序之間流轉(zhuǎn)過程中暫時存放時，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質(zhì)及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質(zhì)對金屬產(chǎn)生侵蝕。特別是在我國南方地區(qū)潮濕多雨季節(jié)，更應(yīng)注意工序間防銹措施。 5 其它作用除了以上4種作用外，所使用的切削液應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性，在貯存和使用中不產(chǎn)生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現(xiàn)象。對細(xì)菌和霉菌

34、有一定抵抗能力，不易長霉及生物降解而導(dǎo)致發(fā)臭、變質(zhì)。不損壞涂漆零件，對人體無危害，無刺激性氣味。在使用過程中無煙、霧或少煙霧。便于回收，低污染，排放的廢液處理簡便，經(jīng)處理后能達(dá)到國家規(guī)定的工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)等。 主要從下列幾個方面考慮切削液的選擇  1）根據(jù)工件材料選擇       切削加工-工件材料可切削性對切削液的選擇:工件材料的可切削性對切削液的選擇具有重要的意義。切削加工的具體情況和要求不同，切削加工的難易程度就不同。粗加工時，要求刀具的磨損慢和加工生產(chǎn)率高；精加工時，要求工件有高的精度和較小的表面粗糙度。  

35、0;    對于難加工的材料應(yīng)選用活性高 、 含抗磨 、 極壓添加劑的切削液；對于容易加工的材料則選用不含極壓添加劑的切削液。       切削有色金屬和輕金屬時，切削力和切削溫度都不高，可選用礦物油和高濃度乳化液。切削合金鋼時，如果切削量較低 、表面粗糙度要求較?。ㄈ缋饕约奥菁y切削），此時需要優(yōu)異潤滑性能的切削液，可選用 極壓切削油和高濃度乳化液。切削鑄鐵與青銅等脆性材料時，切削中常形成崩碎切屑，容易隨切削液到處流動，流入機(jī)床導(dǎo)軌之間造成部件損壞，可使

36、用冷卻和清洗性能好的低濃度乳化液。  2）根據(jù)工件方法選擇       較高切削速度的粗加工中（例如：車削 、 銑削 、 鉆削），要求切削液具有良好的冷卻性能，這時應(yīng)選用水基切削液以及低濃度乳化液。       在一些精密的高強(qiáng)度加工中（例如：拉削 、 攻絲 、深孔 鉆削 、 齒輪加工）， 此時需要切削液具有優(yōu)異的潤滑性能，可選用 極壓切削油和高濃度乳化液。 

37、; 3）根據(jù)刀具材料選擇       a 工具鋼刀具：此類刀具的耐熱溫度在 200  300 o C ，耐熱性能差，高溫下會失去硬度，因此要求采用冷卻性能好的切削液，以低濃度乳化液為宜。       b 高速鋼刀具：高速粗切削時，切削量大，產(chǎn)生大量的切削熱，為避免工件燒傷而影響加工質(zhì)量，應(yīng)采用冷卻性好的水基切削液；如果用高速鋼刀具進(jìn)行中 、 低速的精加工時，為減小刀具和工件的摩擦黏結(jié)，抑制切削瘤生

38、成，提高加工精度，一般采取油基切削液或高濃度乳化液。       c 硬質(zhì)合金刀具：此類刀具熔點和硬度較高，化學(xué)和熱穩(wěn)定性較好，切削和耐磨性能比高速鋼刀具要好的多。在一般的加工中可使用油基切削液。如果是重切削時，切削溫度很高，容易極快磨損刀具，此時應(yīng)使用流量充足的冷卻潤滑液，以 3%  5% 的乳化液為宜（采用噴霧冷卻，效果更好）。       d 陶瓷刀具 、 金剛石刀具 、 立方氮化硼刀具：這些刀具硬度和耐磨性較高，切削時一般不使用切削液，有時也可使用水基切削液。  4）根據(jù)機(jī)床要求選擇