表面粗糙度作為灰鑄鐵表面質量的一項重要衡量指標,不僅直接決定了灰鑄鐵零件的外觀精美程度,而且對機器的裝備質量及灰鑄鐵零件的使用壽命都有著很大的影響。本文著重從機床、刀具、切削參數三方面分析如何提高灰鑄鐵零件的表面粗糙度。
1、機床對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響
機床剛性差,主軸精度差,機床固定不牢固,機床各部件配合間隙較大等因素都會影響灰鑄鐵零件的表面粗糙度。
2、切削刀具對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響
刀具材料的選擇
當刀具材料與被加工材料金屬分子親和力大時,被加工材料容易與刀具粘結而生成積屑瘤和鱗刺,因此凡是粘結嚴重的,摩擦嚴重的,表面粗糙度就大,反之就小。同樣加工灰鑄鐵零件,硬質合金刀片很難達到Ra1.6的表面粗糙度,即使達到了,其刀具壽命也大打折扣,而BNK30材質的CBN刀具則由于刀具材料摩擦系數低,優異的高溫熱穩定性和耐磨性,可在切削速度高出硬質合金幾倍的條件下,輕松加工出Ra1.6的表面粗糙度,同時刀具壽命是硬質合金刀具的幾十倍,表面亮度提高一個數量級。2. 2
刀具幾何參數的選擇
刀具幾何參數中對表面粗糙度影響較大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圓弧半徑re。當主、副偏角小時,已加工表面殘留面積的高度亦小,因而可減小表面粗糙度;副偏角越小,表面粗糙度越低,但減小副偏角容易引起震動,故減小副偏角,要根據機床的剛性而定。刀尖圓弧半徑re對表面粗糙度的影響:在剛度允許的情況下re增大時,表面粗糙度將降低,增大re是降低表面粗糙度的好方法。因此減少主偏角Kr、副偏角Kr’以及增大刀尖圓弧半徑r,均可減小殘留面積的高度,從而降低表面租糙度。
刀具工程師說過,“對于刀尖圓弧角的選擇建議依據加工工件的剛性和粗糙度要求選擇,如果剛性好,盡量選擇大的圓弧角,不但可提高加工效率,亦可提高加工表面光潔度;但鏜孔時或者切削細長軸或薄壁零件時因為系統剛性差,常選用較小的刀尖圓弧半徑”。3. 3
刀具磨損
刀具的磨損分為三個階段:初期磨損、正常磨損和劇烈磨損。當刀具進入劇烈磨損階段,刀具后刀面磨損率急劇上升,系統又趨向于不穩定,振動隨之增大,表面粗糙度的變化幅度也急劇上升。
在灰鑄鐵領域,很多零件都屬于批量生產,對其產品質量的一致性和生產效率要求較高,因此很多機加工企業不等到刀具達到劇烈磨損第三階段就選擇換刀,也稱之為強制換刀,機加工企業會對刀具進行反復測試,確定一個臨界點,在保證灰鑄鐵表面粗糙度要求和尺寸精度的情況下,又不影響整體生產效率。
3、切削參數對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響 切削參數選擇的不同,對表面粗糙度影響較大,應引起足夠的重視。精加工是保證灰鑄鐵零件表面粗糙度的重要工序,因此精加工時,切削參數應以保證灰鑄鐵零件表面粗糙度為主,并兼顧生產率和必要的刀具壽命。精加工的吃刀深度是根據加工精度和表面粗糙度要求,由粗加工后留下的余量確定的,一般吃刀深度控制在0.5mm以內。同時在機床剛性條件許可的條件下,可充分發揮刀具的切削性能,采用較高的切削速度對灰鑄鐵零件進行高速加工。

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