高善柱

（北京星航機(jī)電裝備有限公司，北京 100074）

探討金屬切削加工中控制表面質(zhì)量的若干方法

高善柱

（北京星航機(jī)電裝備有限公司，北京 100074）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，當(dāng)前人們逐漸對(duì)金屬加工行業(yè)的發(fā)展重視起來(lái)。眾所周知，金屬切削加工是我們?cè)诮饘偌庸み^(guò)程中的重要加工環(huán)節(jié)，而對(duì)金屬切削加工的表面質(zhì)量控制工作更是整體金屬加工工作中的重中之重。針對(duì)當(dāng)前金屬加工行業(yè)現(xiàn)狀，對(duì)金屬切削加工中控制表面的若干方法進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，希望為我國(guó)金屬加工行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。

金屬切削加工；控制表面質(zhì)量；方法

廣義來(lái)講，適當(dāng)調(diào)整線管金屬材料切削用力量和調(diào)整金屬刀具參數(shù)以及適應(yīng)周圍環(huán)境因素等，就會(huì)在一定程度上使得金屬切削加工的零部件滿足具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。我們應(yīng)該知道在進(jìn)行具體金屬加工的過(guò)程中，其相關(guān)零件質(zhì)量?jī)?yōu)劣是由切削力所決定的，假設(shè)此時(shí)切削加工處理不當(dāng)會(huì)使企業(yè)生產(chǎn)加工效率有所降低。以下是對(duì)影響金屬切削加工質(zhì)量因素和控制金屬加工材料表面質(zhì)量控制方法的具體探究。

1 金屬切削加工中切削力的重要性分析

1.1 金屬切削加工中切削力對(duì)施工質(zhì)量影響探究

金屬切削加工中切削力的重要性不言而喻，所以只有正確運(yùn)用切削力才能促進(jìn)和提高企業(yè)生產(chǎn)效率。若此時(shí)對(duì)切削力不合理使用的話，其就會(huì)使得企業(yè)生產(chǎn)效率降低，并且此時(shí)相關(guān)金屬零部件表面質(zhì)量也會(huì)受此影響而有所降低。從對(duì)應(yīng)合理公式中我們可以知道，主要分為合力、主切削力和進(jìn)給抗力以及切深抗力四種，在切削力的對(duì)應(yīng)指數(shù)公式中，各項(xiàng)分部因素分別決定著背吃刀量指數(shù)和進(jìn)給量指數(shù)以及切削速度指數(shù)等，此時(shí)切削速度修正系數(shù)和刀具幾何參數(shù)修正系數(shù)以及相應(yīng)刀具磨損修正系數(shù)都由特殊符號(hào)作為代替，以便后續(xù)施工有充足的科學(xué)依據(jù)。

1.2 金屬切削加工中切削力被制約因素分析

眾所周知，產(chǎn)生切削力的主要原因是金屬材料彈塑性變形，金屬刀具和金屬切屑以及金屬工件表面三者之間相互摩擦都會(huì)對(duì)切削力造成相應(yīng)影響。而影響金屬切削加工中切削力的主要因素是金屬工件材料和金屬切削用量以及相應(yīng)刀具幾何參數(shù)。

（1）工件材料。工件材料對(duì)金屬切削加工中切削力的主要影響因素包括材料塑性變形和相關(guān)材料切屑摩擦系數(shù)以及材料剪切屈服強(qiáng)度三種。工件材料硬度和工件材料強(qiáng)度都較高的話，此時(shí)金屬材料制造不同，金屬熱處理狀態(tài)不同，并且其所得到的硬度之間也存在著很大不同，金屬切削加工中切削力變化受硬度影響，硬度越高切削力越大。還需要提到的一點(diǎn)就是，金屬工件材料還會(huì)受到金屬切削加工硬化程度的相關(guān)影響。金屬材料強(qiáng)度與金屬切削加工硬化傾向有關(guān)，上述情況會(huì)造成金屬切削加工中切削力逐漸變大。金屬工件材料塑性較高或者金屬工件材料韌性較高的話，在進(jìn)行具體施工過(guò)程中其有關(guān)切屑不會(huì)被輕易影響以至產(chǎn)生折斷等情況，此時(shí)切屑摩擦力和金屬切削加工切削力二者都會(huì)有所增加。

（2）切削用量。當(dāng)切削寬度和切削厚度增大時(shí)，其相應(yīng)切削面積也會(huì)隨之增大，同時(shí)抗力有所增加，其摩擦力也會(huì)相應(yīng)增加，上述因素致使金屬切削加工中切削力增加，但是此時(shí)我們應(yīng)該了解到，上述各種因素對(duì)切削力的影響程度之間存在著很大不同。由于受到刀刃鈍圓半徑影響，隨著相關(guān)刃口出現(xiàn)較大變形，此時(shí)該處刃口變形比例逐漸贈(zèng)大。當(dāng)變形比率處于不變狀態(tài)時(shí)，此時(shí)該處變形度不斷加大。

（3）刀具幾何參數(shù)。廣義來(lái)講，刀尖圓弧半徑規(guī)對(duì)相關(guān)背向力和進(jìn)給力的影響相對(duì)較大，但是此時(shí)刃傾角對(duì)金屬切削加工主切削力的影響較小。應(yīng)該了解到，刃傾角對(duì)進(jìn)給力影響較大，同時(shí)企業(yè)對(duì)背向力的影響也較大。所以在進(jìn)行金屬工件選擇的規(guī)程中，使用剛性較差的金屬工件進(jìn)行具體切削施工時(shí)應(yīng)排除刃傾角取值。就主偏角而言，其對(duì)金屬切削加工主切削力影響較小，其主要影響方面在金屬切削加工切削力作用方向上。

2 控制表面質(zhì)量刀具的應(yīng)用及選擇

2.1 金屬切削加工中刀具的選擇

通用型高速鋼鎢的重要性不言而喻，鎢能夠有效減少相應(yīng)碳化物的不均勻性狀態(tài)分部，并且其還能夠?qū)μ蓟锞w進(jìn)行細(xì)化，之后在此基礎(chǔ)上提高通用型高速鋼使用性能。一般來(lái)講，高性能高速鋼就是在傳統(tǒng)型高速鋼之中添加各種合金元素，并使此類鋼材常溫硬度和耐磨性以及相應(yīng)熱穩(wěn)定性等都有所提高。正確的做法是，可以在進(jìn)行不銹鋼加工和高溫合金加工以及高強(qiáng)度鋼加工時(shí)使用此類高速鋼。

2.2 HHS選擇

易于加工的材料科采用高速鋼進(jìn)行施工，但是難以處理的加工材料則會(huì)使用高鈷材料和高釩高速鋼材料等。使用類型相對(duì)簡(jiǎn)單的刀具可采用高釩高速鋼材料，較為復(fù)雜的施工刀具最為適宜的材料則為鎢系高速鋼。因?yàn)榻饘偾邢骷庸しN類不同，所以其加工方式也不同，所以我們應(yīng)該針對(duì)不同情況進(jìn)行不同刀具選擇，在選擇繼續(xù)加工時(shí)最好選擇稀土高速鋼，因?yàn)槠漤g性較好，但是在選用高釩高速鋼和高鈷高速鋼時(shí)，我們必須要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格熱處理，只有進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)格的熱處理工作才能夠在一定程度上提高高速鋼韌性。

2.3 涂層刀具選擇

在進(jìn)行金屬切削加工控制表面質(zhì)量的過(guò)程中，切削加工刀具材料韌性和切削加工刀具材料硬度二者之間很難兼顧，假設(shè)在此時(shí)采用表面涂覆處理方法進(jìn)行施工操作的話就能夠有效解決上述問(wèn)題。因?yàn)橥繉拥毒邥?huì)依附在刀具機(jī)體上，并以此為前提進(jìn)行難溶化合物涂覆。一般較為常見(jiàn)的涂層材料有Tic和Tin以及Al203等。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，金屬切削加工中切削力的重要性不言而喻，所以只有正確運(yùn)用切削力才能促進(jìn)和提高企業(yè)生產(chǎn)效率。我們?cè)谶M(jìn)行金屬切削加工切削液選擇的過(guò)程中通常會(huì)從金屬加工材料和金屬刀具材料以及金屬切削加工方法三個(gè)方面進(jìn)行權(quán)衡考慮，所以我們不僅應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格刀具選取，更應(yīng)該進(jìn)行合理切削液選取，文章針對(duì)金屬切削加工質(zhì)量因素和控制金屬加工材料表面質(zhì)量控制方法進(jìn)行了仔細(xì)分析。

[1]關(guān)頡翔，張樹(shù)森.論刀具角度參考系及不同參考系的角度變換[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1995（04）：47-50.

[2]張曉輝.基于切削過(guò)程物理模型的表面質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化及其數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)[D].上海：上海交通大學(xué)，2009.

[3]張?chǎng)┚?模具數(shù)控加工切削用量智能化研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2007.

[4]楊麗娟.刀具涂層材料與涂層刀具的應(yīng)用[D].青島：青島大學(xué)，2009.

Discussion on SeveralMethods to Control the Surface Quality in MetalCutting

GAOShan-zhu
（Beijing Xinghang Electromechanical EquipmentCo.，Ltd.，Beijing 100074，China）

With the rapid developmentof science and technology，and the improvementof people's living standard,the people gradually to attach importance to the development ofmetal processing industry.As everyone knows,themetal cutting process is an important link in the process of ourmetalmachining process,and the surface quality of themetal cutting controlwork is the priority among priorities in thework of thewholemetal processing.In this paper,in view of the current situation ofmetal processing industry,a detailed analysis and elaboration to the severalmethods of surface control inmetal cutting,hope to contribute to the developmentofmetalprocessing industry ofChinaofa force.

metal cutting；surface quality control；method

TG506

B

1672-545X（2014）04-0225-02

2014-01-03

高善柱（1981—），男，江蘇連云港人，工程師，大學(xué)本科，研究方向：材料科學(xué)與工程。