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切削加工時(shí),雖然刀具表面和刀刃都磨得很光,但已加工表面粗糙度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于刀具表面的粗糙度,其產(chǎn)生的原因可歸納為以下兩方面。
% }! ^- ^ I3 y: M" ?# L3 \* C ①幾何因素所產(chǎn)生的粗糙度。它主要決定于殘留面積的高度。$ d2 @! t, T: N; L4 ?' p4 e/ D) O
②由于切削過程不穩(wěn)定因素所產(chǎn)生的粗糙度。其中包括積屑瘤、鱗刺、切削變形、刀具的邊界磨損、刀刃與工件相對(duì)位置變動(dòng)等。
7 \; X6 L. g* k2 x8 b$ p" m, l& L: e5 ? 切削時(shí),由于刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及刀具幾何形狀的關(guān)系,有一小部分金屬未被切下來而殘留在已加工表面上,稱為殘留面積,其高度直接影響已加工表面的橫向粗糙度。理論的殘留面積高度Rmax可以根據(jù)刀具的主偏角kr、副偏角kr′、刀尖圓弧半徑rε、進(jìn)給量f,按幾何關(guān)系計(jì)算出來。
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% e8 L% Z2 p- b$ O 圖6-2 (a)表示由刀尖圓弧部分形成殘留面積
3 J0 z" X: u% c% b: _車削時(shí)的殘留面積高度
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; |$ j. P. m! g" G4 a& r 圖6-2 車削時(shí)的殘留面積高度
; C1 M4 Q: |8 b7 O4 g3 u5 y; P. V V+ R( z& T/ F3 H4 X
由于Rmax<<rε,故R2max可忽略不計(jì),則上式化簡(jiǎn)后,可得
) U6 I, B3 o0 i! l' f Rmax=f2/8rε (6-1)2 K+ |, _- K( r! I+ F& X
圖6-2 (b)表示tε=0由主切削刃的直線部分形成殘留面積的情況,此時(shí)
" r3 e4 q5 P6 v B- E& _2 a Rmax=f/(cotkr+cotkr′) (6-2)9 I/ ^) c" w; w% R/ I' A
由式(6-1)及(6-2)可知:理論殘留面積高度Rmax隨進(jìn)給量f的減小、刀尖圓弧半徑rε的增大或主偏角kr及副偏角kr′的減小而降低。
3 L, D4 b4 O% S4 v i) ~& f1 E 實(shí)際得到的表面粗糙度最大值往往比理論計(jì)算的殘留面積高度要大得多,只有在高速切削塑性材料時(shí),兩者才比較接近,這是由于實(shí)際的粗糙度還受到積屑瘤、鱗刺、切削形態(tài)、振動(dòng)及切削刃不平整等因素的影響。但理論殘留面積是已加工表面微觀不平度的基本形態(tài),實(shí)際的表面粗糙度都是由其他影響因素在這個(gè)基本形上疊加的結(jié)果。因此,理論殘留面積高度是構(gòu)成表面粗糙度的基本因素,有時(shí)也將理論殘留面積高度稱為理論粗糙度。(http://haokeneng.huawin.com/)
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