說說表面粗糙度的計算,以及"鏡面效果"

追風傳說

表面粗糙度現在越來越受到各行業的重視,論壇里也經常問及如何提高表面粗糙度的帖子.今天講一下關于車削的表面粗糙度.圖片上面有車削表面粗糙度的計算方式,只需要將切削參數代入即可計算出可能最高的"表面粗糙度"（以下發言全部以粗糙度低為細，粗糙度高為粗）

車削表面粗糙度=每轉進給的平方      *1000
' n, O, w( N+ x& j: h                   刀尖R乘8
, P' S/ z8 `) R
) s1 ^5 @5 v( Z

     以上計算方式是理論上的可能達到最壞的的效果,實際上因刀具品質、機床剛性精度、切削液、切削溫度、切削速度、材料硬度等等原因，會將粗糙度提高或者降低的，如果你用上面的計算方式計算出來的粗糙度都不能滿足想達到的效果，請先更改切削參數。但進給一般和切深有著密切的關系，一般進給是切深的10%~20%之間，排削的效果是最好的切削深度，因為屑的寬度和厚度最合比例
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( i8 E; E3 `, `( l! l    以上公式的各個參數我下面詳細一項項解釋一下對粗糙度的影響，如有不正請指點：

' U9 Q# Y1 K) V3 `: u. c1：進給——進給越大粗糙度越大，進給越大加工效率越高，刀具磨損越小，所以進給一般最后定，按照需要的粗糙度最后定出進給
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5 y, ?' j. q( w2：刀尖R——刀尖R越大，粗糙度越降低，但切削力會不斷增大，對機床的剛性要求更高，對材料自身的剛性也要求越高。建議一般切削鋼件6150以下的車床不要使用R0.8以上的刀尖，而硬鋁合金不要用R0.4以上的刀尖，否則車出的的真圓度、直線度等等形位公差都沒辦法保證了，就算能降低粗糙度也是枉然！
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6 i6 R% [0 |6 ?  I. l9 a) A+ Z3：切削時要計算設備功率，至于如何計算切削時所需要的功率（以電機KW的80%作為極限），下一帖再說。要注意的時，現在大部分的數控車床都是使用變頻電機的，變頻電機的特點是轉速越高扭力越大，轉速越低扭力越小，所以計算功率是請把變頻電機的KW除2比較保險。而轉速的高低又與切削時的線速度有密切關系，而傳統的普車是用恒定轉速/扭力的電機依靠機械變速來達到改變轉速的效果，所以任何時候都是“100%最大扭力輸出”，這點比變頻電機好。但當然如果你的主軸是由昂貴的恒定扭力伺服電機驅動，那是最完美的選擇
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       上面說得有點亂了，現在先舉個例計算一下表面粗糙度：車削45號鋼，切削速度150米，切深3mm，進給0.15，R尖R0.4，這是我很常用的中輕切削參數，基本上不是光潔度要求非常之高的工件一刀不分粗精切削直接車出表面，計算表面粗糙度等于0.15*0.15/0.4/8*1000=粗糙度 7.0（單位微米）。

     如果有要求光潔度要到0.8的話，切削參數變化如下：刀具不變依舊上面0.4的刀片，切削參數進給0.05，切深要視乎刀具的斷削槽而定，通常如果進給定了，那切深只會在一個很窄的范圍（上面不是說過切深和進給很大關系嘛） ——當切深在一定范圍之內才會有最良好的排屑效果！當然你不介意拿個溝子一邊車一邊溝屑的話又另當別論！ :lol我大約會按照進給的10倍起定切深，也就是0.5mm，此時0.05*0.05/0.4/8*1000=0.78微米，也就是粗糙度達到0.8了。

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至于粗糙度的表示方法：RY是測量出最大粗糙度，RA是算術計法將整個工件的表面粗糙度平均算，而RZ則是取10點再平均算，一般同一工件用RA計算粗糙度應該是最低的，而RY肯定是最大的，如果用RY的計算公式可以達到比RA要求更低的數字，基本上車出來就可以達到標注的RA要求了。另外理論上帶修光刃的刀具最大可能將粗糙度降低一半，如果上面車出0.8光潔度的工件用帶修光刃的刀片粗糙度就最小可能是0.4

    以上是書本摘錄的理論知識綜合個人經驗所書，以下再說說一些我個人感覺的理論，這些書本上我沒見過的：
1：車床可以達到的最小粗糙度，首要原因是主軸精度，按照最大粗糙度計算的方法，如果你的車床主軸跳動精度是0.002mm，也就是2微米跳動，那理論上是不可能加工出粗糙度會低于0.002毫米粗糙度（RY2.0）的工件，但這是最大可能值，一般平均下來算50%好了，粗糙度1.0的工件可以加工出！再結合RA的算法一般不會得出超過RY值的50%，變成RA0.5，再計算修光刃的作用降低50%，那最終主軸跳動0.002的車床極限是可以加工出RA0.2左右的工件！
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最后說說“鏡面效果”，一般鏡面效果在超“精密研磨”定義為RA0.01或者以下的工件，我見過很多次，各大機床展覽時各大材料公司就會展示出這些表面研磨到和鏡子肉眼看下去沒任何區別的金屬塊，反正你回家把衣柜的鏡子擦干凈了，對著上面看看是什么樣子就知道真正的鏡面金屬是啥樣子了。:lol :lol :lol 但這些是基本上磨床都沒可能直接加工出——一般靠研，也就是拋光得到的。磨床能直接加工出RA0.1以下的就算鏡面了，車床、銑床能直接加工出RA0.5以下也算鏡面了，現在論壇上關于鏡面切削效果的帖子99%能低于RA1.0已經完全滿足他們的鏡面需求了

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      本帖原創，希望各位以后轉貼各類型技術參數時，加上自己的經驗及個人見解再發表！不要再剽竊一些官方技術資料就直接發到論壇！！

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zhangxun412

感謝樓主分享。
本人受益非淺！

追風傳說

其實我一直認為表面光潔度永遠要建立在一個前提之上——尺寸精度,如果你經常加工開一些尺寸精度0.00~0.02的工件，是從來不會為“如何提高光潔度發愁”的，車到那個尺寸精度，光潔度自然就會來了。甚至你會站在一個新的高度上再想一些你以前從來想都沒想到過希奇古怪的問題，光潔度車得太高，會出現一些“你以前做夢都想不到的問題”，例如你會莫名其妙的表面發黑效果不好，做熱處理時滲氮滲碳層硬度都太薄滲不進去。這就是表面光潔度太高致密性帶來的負面影響，

害怕伏櫪

難得一見的原創帖子。
) h* S. S# `1 f# I受教了。謝謝！

主軸行業

RA0.5是哪的標準??？我好象沒見過這樣的精度

lychere

學習了，我這里反而有一個問題有點矛盾，為了保證表面光潔度，不得不拋光或者研磨，但是尺寸精度上面就不能保證0.01~0.02了，呵呵

追風傳說

你搞錯了，單位計算互換了沒有??
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' Y5 k5 i3 s/ ?) W3 _( W  你說的0.01~0.02是以毫米為單位的尺寸精度吧??光潔度是以微米為單位的啊,一微米是0.001毫米,0.001毫米尺寸精度的工件會和0.1微米(0.00001毫米),甚至0.01微米光潔度有沖突嗎??

原帖由 lychere 于 2008-5-5 16:33 發表
: K  B" R7 V; K6 c  {1 B" H% n學習了，我這里反而有一個問題有點矛盾，為了保證表面光潔度，不得不拋光或者研磨，但是尺寸精度上面就不能保證0.01~0.02了，呵呵

蘭羽飛矢

其實我一直認為表面光潔度永遠要建立在一個前提之上——尺寸精度,如果你經常加工開一些尺寸精度0.00~0.02的工件，是從來不會為“如何提高光潔度發愁”的，車到那個尺寸精度，光潔度自然就會來了。甚至你會站在一個新的高度上再想一些你以前從來想都沒想到過希奇古怪的問題，光潔度車得太高，會出現一些“你以前做夢都想不到的問題”，例如你會莫名其妙的表面發黑效果不好，做熱處理時滲氮滲碳層硬度都太薄滲不進去。這就是表面光潔度太高致密性帶來的負面影響，

" e; `+ \4 _. N3 ?6 ~0 p' u這一點非常真確；
  d; G' w2 R+ f0 J篇首的言論我不討論，保留意見 還是那句話：我不贊同你說的每一句話，但我誓死捍衛你說話的權利

追風傳說

說話不要太隱晦嘛 有啥指示明確指導就是了，

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原帖由 蘭羽飛矢 于 2008-5-6 18:14 發表
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這一點非常真確；
! y0 ?! q# ?! {1 {篇首的言論我不討論，保留意見 還是那句話：我不贊同你說的每一句話，但我誓死捍衛你說話的權利  

蘭羽飛矢

我看到過一件300MM的零級方箱，，呵呵，30元RMB沒人要，最后當廢鐵賣了 ，告訴大家是什么樣的：
20米遠正常光線下（在600 lux光線下），日光，是一塊發黑的方塊泛著青烏光，走近到跟前看，你的臉面映在上面，只能說清晰兩個字，但不是鏡子的那種，鏡子沒有通透的感覺，這個方箱不是這樣，他給你的感覺是;通透，表面好象有4-6MM的透明鑲嵌層，透過這一層光澤區才可以看到燕子型掛研點 但實際上，掛研點就是在表面，這才是真正的金屬鏡面，你用手去觸摸，寒、涼、冷，手紋清晰的展現在這個4－6MM的光澤層上。
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老軍工丟掉的寶貝東西太多了，舉不勝舉，我不說大家見到的東西怎么樣，我這個，現在國家實驗室不知道能否看見，還是個問號？？？？？？？？？