数控金属切削加工中控制表面质量的几种方法

0 引言

　　通过生产实践经验的积累，我们认识到在金属切削加工中某些因素是可以控制和影响材料的表面质量。这些因素主要包括：切削力、切削液及刀具材料。在金属切削加工过程中，如果对这些因素进行合理的选择以及对金属切削过程进行正确的控制，我们便能高效率地得到优质的产品，而且得到更好的收益。

　　1 切削力对金属切削加工的影响

　　切削力在金属切削加工过程中，对切削热、刀具磨损和已加工表面质量等有直接影响，对控制表面质量有着巨大的作用。因此，切削力的研究，对于生产实际效率及控制表面质量都有重要意义。

　　切削力的产生来自两个因素，第一因素是金属材料的弹塑性变形；第二因素是刀具与金属表面、切屑的相互摩擦力。因此，工件材料、刀具几何角度等对切削力有重要影响。

　　1.1 工件材料对切削力的影响

　　切削力是由材料的剪切屈服强度、塑性变形等因素来影响的。材料的剪切屈服强度与切削力成正相关关系，即材料的剪切屈服强度越高，切削力越大。切削力还受材料塑性、韧性的影响，材料塑性、韧性越好，切削力越大。

　　1.2 刀具几何角度对切削力的影响

　　从刀具几何角度分析，切削力主要受前角、主偏角、刃倾角变化的影响。当前角减小时，切削变形增大，切削力加强。但是还需注意，前角对切削力的影响与材料有关。切削力的作用方向主要受主偏角影响，与此同时，主偏角对主切削力、进给力及背向力都有一定影响。刃倾角对主切削力影响不大，但在一定范围内增大刃倾角使进给力增加、背向力减小。

2 切削液对金属切削加工的影响

　　2.1 切削液的作用

　　在金属切削加工过程中，切削液对切削加工有重要作用。主要分为四点：第一，冷却作用。切削液常以液体形式存在于切削区，它不仅能够降低切削温度，起到冷却作用，还能够减小工件与刀具的热变形。第二，润滑作用。切削液在工件与刀具、切屑之间形成一层油膜，减少它们之间的摩擦，起到润滑作用。第三，排屑与清洗作用。生产加工时，切削液处于流动状态，可将切削区域及机床上的细碎切屑冲走。第四，防锈作用。将防锈剂加入到切削液中，使金属表面形成一层保护膜，可防止工件及刀具出现生锈现象。

　　2.2 切削液的种类

　　切削液主要分为三类。第一类，非水溶性切削液，主要对工件、刀具等有润滑作用。第二类，水溶性切削液，主要用于工件、刀具等的冷却和清洗。第三类，表面活性剂，这种物质既溶于水也溶于油，而且将水和油连接在一起，故其有乳化作用。

　　2.3 切削液的选择

　　切削液的选择常根据工件材料、加工方法以及刀具材料等具体情况而选择。1）根据工件材料选择。切削加工塑性材料时需用切削液，脆性材料则不需要；2）根据加工方法选择。如果对材料进行磨削加工，选择具有冷却、清洗排泄及防锈功能的切削液。如果对材料进行半封闭或封闭加工，可以考虑极压切削油和极压乳化液。