（蘇州技師學(xué)院，江蘇 蘇州 215000）

一、表面粗糙度的產(chǎn)生機(jī)理及其對(duì)零件性能的影響

（一）表面粗糙度的產(chǎn)生機(jī)理

表面粗糙度具體是指加工表面的不平度，其歸屬于微觀幾何形狀誤差的范疇，通常情況下，零件的表面粗糙度越小，表面就越光滑。表面粗糙度的產(chǎn)生主要與以下兩個(gè)因素有關(guān)，一個(gè)是物理因素，另一個(gè)是幾何因素。其中物理因素包括積削瘤、金屬塑性變形、鱗刺等；幾何因素則主要包括殘留面積的高度。在數(shù)控加工過程中，刀具對(duì)零件進(jìn)行切削時(shí)，因刀具本身具有一定的幾何角度，所以無(wú)法將零件的被切削層完全切除，這樣一來便會(huì)在零件的表面形成條紋及殘留，條紋越深、殘留面積的高度越大，零件的表面就越粗糙，這就是表面粗糙度的產(chǎn)生機(jī)理。

（二）對(duì)零件性能的影響

在數(shù)控加工過程中，表面粗糙度會(huì)對(duì)零件的性能造成一定的影響，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.增大表面磨損。零件表面的粗糙度過大，摩擦因數(shù)會(huì)隨之增大，零件運(yùn)動(dòng)時(shí)的表面接觸面積會(huì)有所減小，作用于單位面積上的壓力會(huì)顯著增大，由此加快了零件表面的磨損速度。如果零件的表面粗糙度過小，那么表面會(huì)呈現(xiàn)出光滑的狀態(tài)，潤(rùn)滑油很難在這樣的表面上儲(chǔ)存，隨著零件的運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑油會(huì)出現(xiàn)損耗，這樣容易形成干磨狀態(tài)，也會(huì)加劇零件表面的磨損。所以要保證零件表面的粗糙度適中。

2.強(qiáng)度和耐腐性下降。零件表面的粗糙度比較大時(shí)，零件對(duì)應(yīng)力集中表現(xiàn)的過于敏感，若是出現(xiàn)交變應(yīng)力，則會(huì)對(duì)零件上的溝槽或是圓角等部位造成較大的影響，由此會(huì)導(dǎo)致零件的強(qiáng)度下降，嚴(yán)重時(shí)零件會(huì)失效；腐蝕性物質(zhì)在光滑的表面上很難大量積聚，而表面粗糙度較大的零件給腐蝕性物質(zhì)的積聚提供了條件，這些物質(zhì)會(huì)持續(xù)向表層中滲透，加劇了零件的腐蝕速度。

表面粗糙度對(duì)腐蝕性的影響如圖所示。

二、數(shù)控加工中控制表面粗糙度的有效措施

（一）了解材料的性質(zhì)

在數(shù)控加工過程中，為對(duì)零件的表面粗糙度進(jìn)行有效地控制，應(yīng)當(dāng)在加工前對(duì)材料的性質(zhì)有所了解，并通過對(duì)金屬的金相組織進(jìn)行分析，為數(shù)控加工提供依據(jù)。如，待加工的零件需要進(jìn)行高速切削，可以采用應(yīng)粒狀珠光體，若是零件需要進(jìn)行低速切削，則可采用片狀珠光體，由此能夠保證加工后的零件表面粗糙度達(dá)到要求。由于金屬元素中的碳化物分布情況會(huì)對(duì)零件表面的粗糙度產(chǎn)生一定的影響，所以在數(shù)控加工中，應(yīng)當(dāng)對(duì)該因素予以充分考慮。

（二）采用科學(xué)的加工工藝

數(shù)控加工不僅對(duì)公差有著較為嚴(yán)格的要求，并且對(duì)零件表面的粗糙度也具有較高的要求，因此選擇科學(xué)的數(shù)控加工工藝能夠在一定程度上對(duì)零件表面的粗糙度起到控制作用。在對(duì)零件進(jìn)行加工前，應(yīng)當(dāng)制定合理可行的數(shù)控加工工藝，根據(jù)零件的加工特點(diǎn)，選取刀具，確定工藝參數(shù)。同時(shí)，在加工基準(zhǔn)的選擇上，應(yīng)當(dāng)借助圖紙對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定，由此可對(duì)待加工零件表面的粗糙度進(jìn)行有效控制。以內(nèi)孔加工為例，可按照工件的材質(zhì)對(duì)刀具進(jìn)行選擇，這樣能夠避免加工中刀具受熱崩刃，影響表面粗糙度的情況發(fā)生。

（三）控制好切削及磨削參數(shù)

切削與磨削是數(shù)控加工的重要組成部分，也是影響零件表面粗糙度的主要環(huán)節(jié)，為使零件表面的粗糙度達(dá)到規(guī)定要求，應(yīng)在數(shù)控加工中，對(duì)切削和磨削參數(shù)進(jìn)行有效控制。一方面通過降低刀具的殘痕高度，可以對(duì)積削瘤的產(chǎn)生起到一定的抑制效果，因此，在加工時(shí)可將刀具的半徑、偏角、進(jìn)給量以及走刀速度等作為切削和磨削參數(shù)的確定依據(jù)。另一方面良好的切削條件是保證零件表面粗糙度的有效途徑，通過降低刀具的進(jìn)給量，可使零件表面的粗糙度得到控制。除此之外，選用好的切削液也能達(dá)到一定的控制效果。切削液在數(shù)控加工中主要起潤(rùn)滑和冷卻的作用，所選的切削液中表面活性物質(zhì)的含量越多，材料加工時(shí)產(chǎn)生的塑性變形就越小，這樣可以達(dá)到控制表面粗糙度的目的。

三、結(jié)論

綜上所述，數(shù)控加工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，在加工的過程中，為使零件表面的粗糙度達(dá)到預(yù)期要求，除了要了解材料的性質(zhì)之外，還要采用科學(xué)的加工工藝，并對(duì)切削和磨削參數(shù)進(jìn)行控制。由此可使加工出來的零件表面粗糙度達(dá)到使用需要。