偶看新闻荷兰猪能吃狗尾巴草吗:实验六
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/24 19:59:20
一、实验目的
1．了解加工表面粗糙度的影响因素。
2．了解降低加工表面粗糙度的工艺措施。
二、实验原理
1．表面粗糙度及其影响因素
金属切削加工的工件表面微观上表现为间距较不（小于1mm）、高低起伏的微小峰谷。这些峰谷的一些特征参数即为表面粗糙度，其值反映了零件表面加工痕迹的高低不平程度和峰谷间的某些特征。它和工件的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度以及零件表层的物理力学性能一样，是度量工件加工质量的重要指标。
影响工件表面粗糙度的因素很多，也很复杂，主要有以下几个方面：
（1）切削时刀刃在已加工表面上遗留下来的刀痕。这是形成工件表面微观不平的主要原因。
（2）切削塑性材料时刀具前刀面的挤压和磨擦作用，而在已加工表面形成积瘤或鳞刺。
（3）刀具后刀面与已加工表面的磨擦及挤压，导致已加工表面的弹性恢复、硬化甚至龟裂。
（4）切削脆性材料时由于切屑崩碎形成的麻点状痕迹。
（5）加工系统的高频振动所形成的振纹。
．降低加工表面粗糙度的工艺措施
1） 选择合适的切削条件
（1）切削速度 加工塑性金属时，常用低速或高速切削避免积屑瘤的产生，可以降低表面粗糙度。
（2）进给量 在其他条件不变时，根据公式:
H=f÷(ctgκr + ctgκr')
（3）刀尖圆弧过渡刃半径r 增大刀尖圆弧半径r同样减少残留面积高度H，如图6-1
（4）刀具材料 选用与工件材料分子亲和力小的刀具材料，使切屑不易在前刀面上形成积屑瘤，可降低表面粗糙度。
2） 采用合理的刀具几何参数和刀具材料
（1）前角γo 对加工表面粗糙度没有直接的影响，但适当增加γo 抑制积屑瘤的产生，从而使表面粗糙度减少。
（2）副偏角κr' 在其他切削条件不变的情况下，减少副偏角κr' 可以有效地减少残留面积高度H从而使表面粗糙度减少。图6-1a)是副偏角κr'为零的情况，图6-1c)是副偏角κr' 不等于零的情况。
（3）刀尖圆弧过渡刃半径r 增大刀尖圆弧半径r同样减少残留面积高度H，如图6-1b)
（4）刀具材料 选用与工件材料分子亲和力小的刀具材料，使切屑不易在前刀面上形成积屑瘤，可降低表面粗糙度。
3)改善工件材料的力学性能和金相组织
在相同的切削条件下，工件材料力学性能不同，其加工表面粗糙度也不同。一般，工件材料硬度愈高，切削抗力越大，切削温度愈高，导致刀具磨损亦愈快，愈不容易得到稳定的加工表面质量；工件材料愈软或塑性愈好，切削变形愈大，切削温度也愈高，不仅使用权刀具容易产生粘结和剥蚀，造成刀具磨损加剧，而且容易出现积屑瘤，使加工表面粗糙度增大。所以，在采用低、中等切削速度加工时，对塑性大的低碳钢应进行正火处理以提高硬度；对硬度高的高碳钢应进行球化退火处理以提高塑性；对中碳钢进行调质处理以提高力学性能。这样均可大大改善材料的切削加工性，降低加工表面粗糙度，提高加工表面质量。
三、实验设备及材料
1．设备
（1）普通车床
（2）粗糙度标准样板
（3）电动轮廓仪
2．车刀
刀号
κr
κr'
γo
αo
1
45度
45度
15度
5～10度
2
45度
15～30度
15度
5～10度
3
45度
45度
5度
5～10度
3．试件
试件号
材料
尺寸d × l(mm)
1
低碳钢（20）
（直径50～70）× 200
2
中碳钢（45）
（直径50～70）× 200
3
高碳钢（60）
（直径50～70）× 200
四、实验方法和步骤
1）选择适合的切削条件
（1）切削速度υc
用选定刀具，以高、中、低速分别车削45外圆，试件长度取50～60mm。然后用粗糙度样板、电动轮廓仪测定试件表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：αp=0.5mm； f=0.2mm/r；
n1=45r/min；n2=350r/min；n3=700r/min。
刀具：l#。
（2）进给量f
用选定刀具分别以大、小两处进给量车削45#钢外圆，切削长度取50 60 。再用粗糙度样板、电动轮廓仪测定试件表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：αp=0.5mm； n=(400～500)r/min； f1=0.1mm/r；f2=0.3mm/r
刀具：l#。
2）观察刀具角度对表面粗糙度的影响
用选定的1#、2#、3#削45#钢外圆。试件长度取50 ～60mm。粗糙度样板、电动轮廓仪测定表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：n=400～500r/min；αp=0.5mm；?=0.2mm/r。
其中用 刀具与 刀具加工结果比较前角 的影响；用 刀具与 刀具加工结果比较副偏角 的影响。
3）观察材料性能对表面粗度的影响
在相同的切削条件下分别切削1#、2#、3# 试件。试件长度均为50～60，再用粗糙度样板、电动轮廓仪测定各试件表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：αp=0.5mm；?=0.2mm/r；n=40～500r/min。
刀具：l#。
实验结果
影响因素切削用量刀具角度刀具角度
刀具角度
（r/min）进给量
(mm/r)前角副偏角低碳钢中碳钢高碳钢
n1 n2n3f1 f2γ01 γ02 κr1'κr2'1#2#3#
453507000.10.31554515204560
粗糙度Rα
(μm)
实验报告要求
根据实验中观察到的加工表面现象及测量结果，进行切削因素对加工表面粗糙度影响的对比分析。
1．了解加工表面粗糙度的影响因素。
2．了解降低加工表面粗糙度的工艺措施。
二、实验原理
1．表面粗糙度及其影响因素
金属切削加工的工件表面微观上表现为间距较不（小于1mm）、高低起伏的微小峰谷。这些峰谷的一些特征参数即为表面粗糙度，其值反映了零件表面加工痕迹的高低不平程度和峰谷间的某些特征。它和工件的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度以及零件表层的物理力学性能一样，是度量工件加工质量的重要指标。
影响工件表面粗糙度的因素很多，也很复杂，主要有以下几个方面：
（1）切削时刀刃在已加工表面上遗留下来的刀痕。这是形成工件表面微观不平的主要原因。
（2）切削塑性材料时刀具前刀面的挤压和磨擦作用，而在已加工表面形成积瘤或鳞刺。
（3）刀具后刀面与已加工表面的磨擦及挤压，导致已加工表面的弹性恢复、硬化甚至龟裂。
（4）切削脆性材料时由于切屑崩碎形成的麻点状痕迹。
（5）加工系统的高频振动所形成的振纹。
．降低加工表面粗糙度的工艺措施
1） 选择合适的切削条件
（1）切削速度 加工塑性金属时，常用低速或高速切削避免积屑瘤的产生，可以降低表面粗糙度。
（2）进给量 在其他条件不变时，根据公式:
H=f÷(ctgκr + ctgκr')
（3）刀尖圆弧过渡刃半径r 增大刀尖圆弧半径r同样减少残留面积高度H，如图6-1
（4）刀具材料 选用与工件材料分子亲和力小的刀具材料，使切屑不易在前刀面上形成积屑瘤，可降低表面粗糙度。
2） 采用合理的刀具几何参数和刀具材料
（1）前角γo 对加工表面粗糙度没有直接的影响，但适当增加γo 抑制积屑瘤的产生，从而使表面粗糙度减少。
（2）副偏角κr' 在其他切削条件不变的情况下，减少副偏角κr' 可以有效地减少残留面积高度H从而使表面粗糙度减少。图6-1a)是副偏角κr'为零的情况，图6-1c)是副偏角κr' 不等于零的情况。
（3）刀尖圆弧过渡刃半径r 增大刀尖圆弧半径r同样减少残留面积高度H，如图6-1b)
（4）刀具材料 选用与工件材料分子亲和力小的刀具材料，使切屑不易在前刀面上形成积屑瘤，可降低表面粗糙度。
3)改善工件材料的力学性能和金相组织
在相同的切削条件下，工件材料力学性能不同，其加工表面粗糙度也不同。一般，工件材料硬度愈高，切削抗力越大，切削温度愈高，导致刀具磨损亦愈快，愈不容易得到稳定的加工表面质量；工件材料愈软或塑性愈好，切削变形愈大，切削温度也愈高，不仅使用权刀具容易产生粘结和剥蚀，造成刀具磨损加剧，而且容易出现积屑瘤，使加工表面粗糙度增大。所以，在采用低、中等切削速度加工时，对塑性大的低碳钢应进行正火处理以提高硬度；对硬度高的高碳钢应进行球化退火处理以提高塑性；对中碳钢进行调质处理以提高力学性能。这样均可大大改善材料的切削加工性，降低加工表面粗糙度，提高加工表面质量。
三、实验设备及材料
1．设备
（1）普通车床
（2）粗糙度标准样板
（3）电动轮廓仪
2．车刀
刀号
κr
κr'
γo
αo
1
45度
45度
15度
5～10度
2
45度
15～30度
15度
5～10度
3
45度
45度
5度
5～10度
3．试件
试件号
材料
尺寸d × l(mm)
1
低碳钢（20）
（直径50～70）× 200
2
中碳钢（45）
（直径50～70）× 200
3
高碳钢（60）
（直径50～70）× 200
四、实验方法和步骤
1）选择适合的切削条件
（1）切削速度υc
用选定刀具，以高、中、低速分别车削45外圆，试件长度取50～60mm。然后用粗糙度样板、电动轮廓仪测定试件表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：αp=0.5mm； f=0.2mm/r；
n1=45r/min；n2=350r/min；n3=700r/min。
刀具：l#。
（2）进给量f
用选定刀具分别以大、小两处进给量车削45#钢外圆，切削长度取50 60 。再用粗糙度样板、电动轮廓仪测定试件表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：αp=0.5mm； n=(400～500)r/min； f1=0.1mm/r；f2=0.3mm/r
刀具：l#。
2）观察刀具角度对表面粗糙度的影响
用选定的1#、2#、3#削45#钢外圆。试件长度取50 ～60mm。粗糙度样板、电动轮廓仪测定表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：n=400～500r/min；αp=0.5mm；?=0.2mm/r。
其中用 刀具与 刀具加工结果比较前角 的影响；用 刀具与 刀具加工结果比较副偏角 的影响。
3）观察材料性能对表面粗度的影响
在相同的切削条件下分别切削1#、2#、3# 试件。试件长度均为50～60，再用粗糙度样板、电动轮廓仪测定各试件表面粗糙度值，将数据填入实验结果表中，并观察加工表面。
实验条件如下：
切削用量：αp=0.5mm；?=0.2mm/r；n=40～500r/min。
刀具：l#。
实验结果
影响因素切削用量刀具角度刀具角度
刀具角度
（r/min）进给量
(mm/r)前角副偏角低碳钢中碳钢高碳钢
n1 n2n3f1 f2γ01 γ02 κr1'κr2'1#2#3#
453507000.10.31554515204560
粗糙度Rα
(μm)
实验报告要求
根据实验中观察到的加工表面现象及测量结果，进行切削因素对加工表面粗糙度影响的对比分析。