華菱超硬在提供高速切削和難加工材料切削方麵的刀具（jù）解（jiě）決方案時，對於“以車代磨”方案設計積累的關於提高加工表麵光潔度經（jīng）驗，現從刀具材質、刀具（jù）的幾何參數、切削用量（liàng）等因素（sù）分析加工表麵粗糙度，分享如下，拋磚引玉。

　　一、粗糙度的定（dìng）義：

　　經機械加工後的零（líng）件表（biǎo）麵，不可能是絕（jué）對平整和光滑（huá）的（de），實（shí）際上存在著一定程度宏觀和（hé）微觀幾何形狀誤差（chà），一般用粗糙度值來表示，所（suǒ）以表麵粗（cū）糙度是反映微觀幾何形狀誤差的一個指（zhǐ）標，表麵粗糙度值即微小的峰穀高低程度及其間距狀況（kuàng）。以前，加（jiā）工表麵粗糙度被稱（chēng）為表麵光潔度，其表示方式和數值換算如下表：

　　表麵粗糙度（dù）作為表麵質量的一項重要衡量指標，不僅直接決定了（le）機械產品的外觀精美程度（dù），而且對機器的裝配質量以及（jí）零件的使用壽命都有著很大的影響。

　　二、刀具對表麵粗糙度的影響

　　（1）刀具幾何參數

　　刀具幾何參數中對表（biǎo）麵粗糙度影響較大的（de）是主偏角Kr、副（fù）偏角Kr'和刀尖圓弧半徑re。當主、副偏角小時，已加工表麵殘留麵積的（de）高度亦小，因（yīn）而可減小表麵粗糙度；副（fù）偏角越小，表麵粗糙度越低，但減小副偏（piān）角容易引起震（zhèn）動，故減小副偏角，要根據機床的剛性而定。刀尖圓弧半徑re對表麵粗糙度的（de）影響：在剛度（dù）允許的情況下re增大時，表麵粗糙度將降低，增（zēng）大re是降低（dī）表麵粗糙度的好方法（fǎ）。因此減少主偏角Kr、副（fù）偏角Kr’以及增大刀尖圓弧半徑r，均可減小殘（cán）留麵積的高度，從而降低表麵租糙度（dù）。

　　以（yǐ）解決難加工材料切（qiē）削和高速切削問題知（zhī）名的華菱超硬刀具，“對於刀（dāo）尖圓弧（hú）角的選擇建議依（yī）據加工工（gōng）件的剛性和粗糙度要求選擇，如果剛性（xìng）好，盡量選擇大（dà）的圓弧角，不但（dàn）可提高加工效率，亦（yì）可提高（gāo）加工表麵光潔度；但鏜孔時或者切削細長軸或薄壁零件時因為係統剛（gāng）性差（chà），常選用較小的刀尖圓弧半徑”，其刀具工程（chéng）師做刀具選型方案（àn）時如是說。具體（tǐ）的刀尖（jiān）圓弧角與粗糙度值參見後文（走刀量、刀尖圓弧角、加工（gōng）表麵粗糙度三者的關係）。

　　（2）刀具材料

　　當刀具材（cái）料與被加工材料金屬分（fèn）子親和力大時，被加工材料容易與刀具粘（zhān）結而生成積屑瘤和鱗刺，因此凡（fán）是粘（zhān）結嚴（yán）重的，摩擦嚴重的，表（biǎo）麵粗糙度就大，反（fǎn）之就小。加工（gōng）同樣（yàng）的（de）工件，不同的（de）刀具材料獲得不同（tóng）的表麵粗糙度，例如加工鑄鐵件，硬質（zhì）合金刀片很難達（dá）到Ra1.6的粗糙度；而BN-S30牌號或BN-K20牌號的立方氮化硼由於刀（dāo）具材料摩（mó）擦係數低，而且高溫（wēn）熱穩定性（xìng）和耐磨性優異，所以加（jiā）工鑄鐵粗糙度完全可以達到Ra0.8-Ra1.6，如下圖：

　　（3）刀具磨損

　　刀具的磨損分為三個階段:初期磨（mó）損、正常磨損和劇烈磨（mó）損。由於（yú）刀具表麵會存在一些毛刺和不規則的微凸體、微裂痕等,所以在切削的初期（qī）階（jiē）段,磨損比較劇烈,造成了表麵粗糙度變化幅度大；之（zhī）後進入正常磨損,切（qiē）削過程比較平穩,因此表麵粗糙度變化幅度減小；隨著磨損量的（de）增大,刀具進入劇烈磨損階段,刀具後刀麵磨損率（lǜ）急劇上升,係統又趨向於不穩定,振動隨之增大,表麵粗糙度的變化幅度也急劇上升。

　　二、切削用（yòng）量對表麵（miàn）粗糙度的影響

　　（1）切削速度v的影響

　　加工塑性（xìng）材料時，切削速度避開（kāi）低速和中速區域，就減少了鱗刺和積屑瘤的產生，表麵粗糙度就會（huì）降低，為什麽淬火後的鋼件可以用BN-H10或BN-H20牌號超硬刀具實現以車代磨，而且線速度越高，精車後的粗擦度越低的原因。而（ér）加工脆性材料時，一（yī）般不會產生積屑瘤和鱗刺，所以對粗（cū）糙度的影響不大。

　　（2）進給量（liàng）f的影響

　　減小進給量可以降低殘留麵積的高度，因而可以減小表麵粗糙度。但當進給量減小到一定值時再減小，表（biǎo）麵粗糙度不會明顯下降，當（dāng）進給量更小時，粗糙度會反而上升。

　　（3）切削深度的影響

　　一般來說，切削深（shēn）度對表麵粗糙度的影響不大，在實際工作中可以忽略（luè）不計，也可以選用小的切削厚（hòu）度。減小工件振動，降低表麵粗糙度（dù）。

　　三 、走（zǒu）刀量、刀尖圓弧（hú）角、粗糙度三（sān）者的關係

　　粗加工時按刀尖圓弧（hú）半徑選擇刀（dāo）具最大走刀量，或通過經驗公式計算刀具走刀量；精加（jiā）工時按工件表麵粗糙度要（yào）求計（jì）算精加（jiā）工走刀量。

　　四、其他因（yīn）素對表麵粗糙度的影響

　　（1）工件材料性質的影響

　　一般加工（gōng）塑（sù）性材料時，由於刀具對加工表麵的擠（jǐ）壓（yā）和摩（mó）擦（cā），會產生（shēng）塑性變形，最後導致表麵粗糙度值較大；而脆性材料加工（gōng）時塑性變形小，容易達到表麵粗糙度的要求。為了減小加工表麵粗糙度值（zhí），常在切削加工前對材料（liào）進行調質（zhì）或正火處理，以（yǐ）獲得均勻細密的晶粒組（zǔ）織和較高的硬度。

　　（2）切削液的影響

　　選用（yòng）合理的切削液，可以減少切屑、刀具、工件接觸麵間的摩擦 ，降低切削（xuē）區溫度，使切削區金屬表麵的塑性變形程度下降，抑製積屑瘤的產生，因此可大（dà）大減小表麵粗糙度值。

　　五、關於以車代（dài）磨的粗糙度（dù）：

　　作為“以車代磨”的典（diǎn）型應用，連續切削用精加工刀具牌號BN-H10已經很普及的應用在齒輪端麵熱後硬車的（de）生產實踐中，硬車削與磨削加工相比，確實（shí）大大（dà）提（tí）高了工作效率。用BN-H10牌號精（jīng）車淬硬鋼（gāng）後的工件表麵粗（cū）糙度為Ra0.3——0.6μm，尺寸精度可達0.013mm，若能（néng）采用剛性好的標準數控車（chē）床加工，刀（dāo）具的剛性好和刃口鋒（fēng）利，則精車後的工件表麵粗糙（cāo）度可達Ra0.3μm，尺寸精度可達（dá）0.01mm，可達（dá）到用數控磨（mó）床加工的水平。且以車代磨時，BN-H10牌（pái）號刀具的金屬（shǔ）切（qiē）除（chú）率通常是磨削加工的3——4 倍，所消耗的電能及人工，物料耗材卻隻有磨削的1/5。