雕铣机加工工件表面粗糙度的因素有哪些

  雕铣机用金属刀具加工工件表面时,表面粗糙度主要受几何因素、物理因素和机械加工工艺因素三个方面的影响:

  1.工艺因素从工艺的角度考虑其对表面粗糙度的影响,主要有与切削刀具有关的因素、与工件材质有关的因素和与加工条件有关的因素等。

  2.几何因素刀具的形状和几何角度,对表面粗糙度有较大影响。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。减小进给量、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,从而降低表面粗糙度。此外,适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度,也是减小表面粗糙度值的有效措施。

  3.物理因素刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形,严重恶化了表面粗糙度。在加工塑性材料而形成带状切削时,在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤,使工件表面上出现深浅和宽度都不断变化的刀痕,表面粗糙度变大。切削加工时的振动,也会使表面粗糙度增大。

  侧吃刀量对表面质量的影响:

  在主轴转速为18000r/min、进给速度为60%、背吃刀量为0.5mm的条件下,利用Ф3.175mm球刀进行加工试验,图1为覆盖率对表面粗糙度的影响曲线。

  利用球刀进行表面加工时,表面粗糙度随着覆盖率的增大逐渐增大。加工过程中发现,在30%以下表面光滑,没有鳞刺和残留层出现;40%时出现少许鳞刺;当覆盖率超过50%时,加工表面出面明显的残留层,这主要是受球刀的刀具形状影响的。主轴转速对表面质量的影响在覆盖率为40%,进给速度为50%,背吃刀量为0.5mm的条件下,采用Ф3.175mm球刀,对不同主轴转速下加工表面质量进行测定,CNC光机厂家

  覆盖率选25%、35%和45%,主要从表面粗糙度和加工效率两个方面考虑,当覆盖率为15%时加工效率太低,当覆盖率大于45%时表面粗糙度开始变大,并且与45%时表面粗糙度差别较大;进给速度45%表面质量{zh0},所以选用临近的两个进给量作为位级;主轴转速15000r/min至24000r/min表面质量都很好,但24000r/min已经达到了{zg}转速,对主轴电机损害较大,所以选用15000r/min、18000r/min和21000r/min作为位级

  进给速度在10%~40%的范围内,表面粗糙度随着进给速度的升高呈下降趋势。加工过程中发现,当进给速度过小时,加工表面出现明显的挤压斑,影响了表面粗糙度。随着进给速度的提高,挤压斑逐渐减轻,因而表面粗糙度呈减小趋势;当进给速度在40%~{bfb}的范围内,表面粗糙度呈上升趋势。背吃刀量对表面质量的影响在主轴转速为18000r/min,覆盖率为40%,进给速度为50%的条件下,采用Ф3.175mm球刀,对不同背吃刀量的加工表面质量进行测定。

  随着主轴转速的提高,表面粗糙度呈逐渐减小的趋势,主要原因是低速切削时易产生积屑瘤和鳞刺。加工过程中发现,当主轴转速在3000r/min左右时,会导致材料的塑性变形,加工表面产生挤压斑;当主轴转速在6000~9000r/min左右时,加工表面可以明显看到鳞刺,表面粗糙度较大;当主轴转速在12000~18000r/min左右时,随着主轴转速的提高,加工表面鳞刺明显减少,工件材料的塑性变形也减小;当主轴转速在21000~24000r/min左右时,随着主轴转速的进一步提高,加工表面鳞刺继续减少并消失,表面粗糙度呈降低的趋势。主轴转速在15000~24000r/min之间时,表面粗糙度变化较小。进给速度对表面质量的影响在主轴转速为18000r/min,覆盖率为50%,背吃刀量为0.5mm的条件下,采用为Ф3.175mm球刀,研究进给速度对表面粗糙度的影响。数控加工中心公司

  背吃刀量对表面粗糙度值的影响不太显著,总体呈上升趋势。随着背吃刀量的加大,表面粗糙度值有增大的趋势。加工过程中发现,背吃刀量在1mm以下时,表面粗糙度上升幅值不大,基本维持在一个很小的范围内,因为背吃刀量对表面残留高度的影响是通过影响切削力反应到工件表面的,背吃刀量的取值很小时,对切削力的影响也就很小,进而对表面质量的影响就很弱;背吃刀量在1mm以上时,表面粗糙度变化较明显,加工表面出现鳞刺,主要原因是随着背吃刀量的逐渐增大,切削阻力也在随着增大,在继续增大背吃刀量时,会导致“让刀”现象并最终导致断刀。精加工时背吃刀量通常选择在0.2-0.5mm范围内。通过对覆盖率、主轴转速、背吃刀量和进给速度等因素影响表面粗糙度的分析研究,发现雕铣机在精加工状态下,覆盖率、主轴转速和进给速度三个因素的变化对表面粗糙度影响较大,背吃刀量对表面粗糙度影响较小。确定覆盖率、主轴转速和进给速度这三个因素,每个因素选择三个比较理想的位级参加正交试验。

  综述加工工艺参数对加工效率和工件加工表面质量的影响的主次顺序依次为主轴转速、覆盖率、进给速度、背吃刀量;比较优良的加工工艺参数是覆盖率为45%、进给速度为35mm/min、主轴转速为18000r/min,背吃刀量对表面粗糙度影响较小。

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