产品表面质量都与什么因素有关

sxw68

如题，金属切削过程中的产品表面质量都与什么因素有关，请说明影响表面质量各个因素的原因，如何影响的等，总之要证明自己的观点成立。
) T- r9 A; R" z! c说明：欢迎各位机械爱好者参与讨论，请发表与别人不同的见解，如果看法相同可以再进行补充说明等，切勿回复无意义帖子，一经发现定删不赦，严重者扣分，禁言等……
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另：今后我还会给大家出这样的讨论题目，也欢迎大家多提这样的技术讨论，有奖励，如果论题好可以作为精华帖子。
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& e, E* F4 S, D见19楼我的最新帖子要求，规定了范围，以免浪费大家的时间。2009-10-17
9 s# ~" q- ~$ D! Y9 h0 T
[ 本帖最后由 sxw68 于 2009-11-5 07:59 编辑 ]

XHN

觉得多了，有主观的，也有客观的。如材料（材质、软硬、塑性韧性、毛坯有无缺陷、材料性质等）；刀具（几何形状、前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径等）；加工工艺（金属切削、磨削、电火花加工等；进给量、进给速度、有无使用切削液等）；还有设备因素等。
觉得采用老的分析流程：人、机、料、法、环，配合鱼刺图来具体分析。

lfjliu008

通常品产品质量都离不开以下几个方面的影响:
/ @3 P, F+ A: u3 w人: 员工的技术操作水平等;
+ q1 U: q, C9 c$ x机: 设备、工装等；
9 b( ~  H! N( T7 b/ }, `$ c料：原材料等；
法：加工工艺等；
环：产品制造的环境；
4 C7 F8 ]' ?$ l- _! Z8 y6 c测：产品的检测水平；

198zxh

表面质量和以下因素有关：1.加工件本身材质。有些材质机加很难获得表面质量。2.产品本身的技术要求。3.加工工艺，不同的材质用不同的工艺和加工设备手段。4操作者的熟练程度。5周转中的保护防护。

林主0598

2楼的说法比较全面，但本人觉得最直接和可控的因素是加工工艺参数，其中进给量和切削速度对表面影响最大。补充说明：以车削为例，在其它条件相同情况下，进给量大，切削深度深，切削速度低时（中速偏低），其粗糙度值相对大，也就是我们通常的粗车，进给量小，切削深度小，切削速度高时，其粗糙度值相对小，也就是我们通常的精车和半精车。具体的形成原理我也说不太清楚。
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4 p; G. ^& R$ J7 E3 N% {[ 本帖最后由 林主0598 于 2009-10-10 08:13 编辑 ]

dengyadi

同意楼上观点,不知道楼主所说的表面质量仅仅是指表面粗糙度呢还是指表述表面的一系列参数,如表面加工后的应力问题、表面加工硬化问题。个人觉得现在加工中主要将注意力放在了产品精度和表面粗糙度两个方面,如果想要有再进一步发展的话应该将注意力再放开一点,关注加工后表面的一系列变化.如加工后应力破坏,腐蚀等等问题!

machangqin

单从切削影响表面质量来看：
8 K+ x/ T# _# B' F" M, n, o1，金属材料的切削加工主要是刀具的选择，刀具的耐用性和切屑排除的难易程度有关：
% x( ^/ j0 E5 P' R& Z, B3 T" y$ n（1）切削力大小和温度；
, W0 d5 j8 l5 M（2）材料的材质软硬，有的加工硬化严重（塑性大），有的容易粘刀；
: l; F6 M  L2 b2 n（3）刀具的磨损也是造成表面质量差的原因；
, f( I. @3 x' i9 _  e所以各种材料的加工刀具的选择尤为重要。
1 Y) W  x' @1 {2，另一客观原因是选择的机床的性能：
（1）机床的震动（总体来讲）影响切削的性能导致产品表面质量的问题；
1 k. `% _/ m; H（2）机床的切削参数以及工作的环境条件都可能降低机床的切屑性能；
3，还有切削工艺的安排：
. b3 |! T1 |/ w! H5 p（1）操作者对材料性能、刀具安排和工艺排序有一定关系；
0 O: y. j  w) i4 S" t（2）切削液的选择；
% l, H1 G8 n1 F% @' h- i& R以上个人愚见，仅供参考！
# A$ z2 Q  I, ]3 C6 r9 W, f
[ 本帖最后由 machangqin 于 2009-10-9 14:19 编辑 ]

heihu1234

还有就是机加工产品的防护影响，经常出现磕碰划伤现象。

wangtaowzchina

没错，人、机、料、法、环。

gaohanying

产品的加工方式：磨、车、铣、刨等
; N" |( V: a4 z6 T产品材料、硬度
7 B$ A( [- Z9 Y, h2 i刀具材料、刀尖圆角以及前角、后角、主偏角和副偏角
机器的精度以及转速、进给等
操作者的水平经验等等

有心杀贼

这个问题太笼统,不敢妄言.
引用<<精密加工和纳米加工>>上的一段话:
& L4 R0 S; S6 A. j6 z8 o" G"影响精密加工和超精密加工的工艺因素很多,主要有加工机理,被加工材料,加工设备,工艺装备,工件的定位和夹紧,检测与误差补偿,工作环境和人的技艺等."
(精密加工是指加工精度为1~0.1um,表面粗糙度Ra小于0.1~0.01um的加工技术.)
3 d0 B$ q( f$ a& t个人认为重要性来排的话,最重要的是加工机理,然后是加工设备,再后是工艺装备,(扫描隧道显微镜加工不属于切削加工,但应该是已知加工手段中最精密的方式,这是加工机理问题,此处应该不讨论,后面的问题就是机床然后是刀具).
8 y4 |7 x" o6 t6 E1 {- \就金属切削过程中的表面质量再引用一段:
"影响金刚石刀具超精密切削形成表面的主要因素有几何原因,塑性变形和机械加工振动等."
# a9 e, W6 V! y0 y0 n因为金刚石背吃刀量可达0.1um以下,其最主要的影响因素是刀具的锋利程度.
此处假设我们有最硬最锋利的刀具(无坚不摧),那么还需要好的机床(没有精度问题,没有振动),其他的一切都不是问题,
不过因为我们没有这种刀具,所以其它的问题成了解决刀具问题出来的问题了.
2 S; q  n& E; j, e# H5 {+ j0 T
. T! m5 a7 T$ e5 ?3 q5 U不过到底是机床重要还是刀具重要呢?

& `# d' Y7 x; B3 k" G2 i: \$ Q& l/ U是不是跑题了?我都不知道我在说什么.

zamcompy

主要取决于，刀具，机床刚性，加工的方法，操作水平。切削参数，材料状态。

车迷

四楼说得很好但也不全对，有时候不是转速越高光洁度就越高，主要是在于刀具的刃磨，修光刃的光洁度越高加工出来的光洁度就越好，精车内孔时用白钢条加冷却液转速在40--80之间。一样可以收到意想不到的效果，不妨一试吆

zj2635

车床的精密度应该也是一个影响因素吧。

龍杺起航

不同的机械加工方法，其影响因素也不尽相同：

（一）切削加工影响表面的因素
刀具几何形状的复映
( m7 l, f) d3 w8 j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，其形状时刀具几何形状的复映。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。
此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择润滑液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。
4 e0 w2 `6 j& A0 N工件材料的性质
& v; B# l8 _. e* W2 Z+ J4 {9 R加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。
加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
切削用量
% W8 T3 x5 [7 i0 u! r（二）磨削加工影响表面的因素
; j1 w; l, ]7 \8 _" N正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也时由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。
影响磨削表面粗糙的主要因素有：
砂轮的粒度
砂轮的硬度
; X* T3 ^8 ^9 o+ m- Q5 z. M- V砂轮的修整
磨削速度
磨削径向进给量与光磨次数
4 G+ Y7 G" b2 G' ^% {工件圆周进给速度与轴向进给量
! N+ l$ q  n5 p4 J1 ~冷却润滑液

车迷

当然不是加工铸铁了，地球人都知道加工铸铁不用冷却液，就是普通钢料15--45号钢都可以，但平时觉得还是中低碳钢效果最好，高碳钢效果就不怎么好，铬钢40Cr最难加工.很难出光洁度，但加工Cr12这招却相当管用，至于锰钢效果也一般

sxw68

通过楼上各位的积极讨论，觉得范围越来越大，现在缩小范围，注意是“金属切削过程中的产品表面质量”，楼上有些提到磨削等，越来越远，那么现在大家就工件在切削过程中与切削速度，进给量，转速，刀具参数等因素有何关系，欢迎继续讨论，酌情奖励。

lyxaut

切削速度、进给量、转速对金属切削过程中的产品表面质量的影响已经有很多研究成果，这方面论文一大堆。
我认为对于切削加工表面质量的影响，应该把机床、刀具、加工条件等因素作为一个系统去考虑，单独考虑从某个因素不是很妥当。就像特定的机床有特定的工作范围，在特定的工作条件下能加工出特定范围的表面质量。

lyxaut

看到一个相关的，具体见http://jpkc.ahut.edu.cn/jxzz/kjxx/chap7/chap7_2.htm
5 w# i4 ~. J' C. ~$ w
一 、加工前存在的误差：（见P196）
7 H) d$ X6 I* U* i+ ?. ^  h2 o
（一） 加工原理误差：
1 }3 _. m- A4 u
) I3 N2 p; K& a6 i6 h定义：由于采用近似的加工运动或近似的刀具轮廓所产生的加工误差，为加工原理误差。
+ ^0 r3 V. R- Q' D# u7 |! [   （1） 采用近似的刀具轮廓形状： 例如：模数铣刀铣齿轮。
# |* M6 W. v) M- j6 j   （2） 采用近似的加工运动： 例如：车削蜗杆时，由于蜗杆螺距Pg=πm，而π=3.1415926…，是无理数，所以螺距值只能用近似值代替。因而，刀具与工件之间的螺旋轨迹是近似的加工运动。
) h: L0 D7 F- O4 u
! c8 z- w6 y; g（二） 机床调整误差：
, V1 ^" E4 w  N+ a# s
4 d0 s  G2 ~- n' ^% }机床调整：是指使刀具的切削刃与定位基准保持正确位置的过程。
（1） 进给机构的调整误差：主要指进刀位置误差；
（2） 定位元件的位置误差：使工件与机床之间的位置不正确，而产生误差；
3 G( x2 k# t, W4 d) Y0 G（3） 模板（或样板）的制造误差：使对刀不准确。
) s6 |% m4 L! k$ k# _7 E( ?, P! J
: Y: K% S9 ]1 _（三） 装夹误差：
- P2 ?$ Z: b8 F1 _( E3 }! o
定义：工件在装夹过程中产生的误差，为装夹误差。 装夹误差包括定位误差和夹紧误差。
* a) r3 O( u* `0 V
; I7 E2 l0 s( z. o7 u7 d$ I! e定位误差是指一批工件采用调整法加工时因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量。定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。

夹紧误差：如夹紧力忽大忽小引起的误差。
. P. L5 {' U0 O/ e& V3 v（四）工艺系统几何误差
5 g* J. a5 @7 \/ S8 T  J0 X
0 r- ?" _2 M5 Z' `4 K. a1、机床的几何误差
' e2 X0 g( S5 ~! f       
# C+ v, q# }: P3 _  t* \
" j: }# u; u6 O1 ]; h7 n5 e3 O5 q% \    加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
( D" N7 \0 S' T9 @2 D
) T0 x' X) I- F* ~) L1）主轴回转误差（见P196）

4 V0 b) W. r7 F2 G: C    机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
    主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
$ q5 ^) L/ c& A3 R$ f: P
    * 产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。

naguide

工件的加工表面质量是影响超精密零件可靠性的主要因素之一。工件的加工表面质量主要通过表面粗糙度、表面显微硬度、表面残余应力等指标来反映。在普通切削加工中，由于加工硬化、表面残余应力等表面质量问题引起的形位尺寸变化相对于零件的尺寸精度要求一般可忽略不计。但在超精密切削加工中，由于零件精度要求极高，因此任何表面参数的变化都会增加零件的不稳定性。
. }2 ^7 y# L' I0 `       超精切削加工为微细加工，切削区集中于刃口附近的微小区域，刀具的锋利程度对工件已加工表面质具有举足轻重的影响。因此，对于超精切削刀具，除宏观几何参数外，反映刀具锋利度的刃口圆弧半径是最重要的关键参数。。
2 O* @& r5 f! J5 C在采用金刚石刀具的超精切削加工中，工件表面粗糙度、冷作硬化程度、表面残余应力等表面质量指标是保证超精密零件高稳定性和高可靠性的前提，应予以充分重视。

xiangxiang

表面质量就车削而言与材料本身的硬度、切削转速、切削深度、走刀量、刀具的主偏角、刀尖圆弧半径及修光刃等有关。

kingsn

现在流行的小切深，高转速的高速加工可以提高表面质量

gerald_lee

切削表面质量与材料本身的硬度、切削转速、切削深度、走刀量、刀具的主偏角、刀尖圆弧半径及修光刃等有关。这些多是在工艺上的考虑，我觉得也不能忽略设备本身的刚性问题。例如，BT40刀柄，在大吃深或重切削中基本表面质量很差。就刀具方面我个人比较倾向使用修光刀（不管是车刀还是盘铣刀）。刀具的主偏角、刀尖圆弧半径是刀具选择时考虑的，切削参数建议按照刀具说明的推荐值。（我在供货商那里遇到过很多问题，他们为了想省刀，减小了切削深度。可是由于刀尖角度及半径未作调整，反而加速了刀具的磨损。）