金屬切削加工中的表面質(zhì)量控制策略研究

 引言
在通過大量的實驗與經(jīng)驗積累的條件下，我們認(rèn)識到了很多可以影響金屬切削加工表面質(zhì)量的因素，其中包括切削加工中的切削力，切削過程中用的切削液以及道具材料等，在金屬切削的過程中，這些因素存在于整個切削的過程中，時刻影響著金屬切削加工的表面質(zhì)量。只有對這些因素進(jìn)行合理的選擇和控制金屬切削加工的整個過程，才能避免表面質(zhì)量的粗糙的現(xiàn)象，保證金屬的質(zhì)量，得到更好的經(jīng)濟(jì)效益。
1 切削力對金屬切削加工表面質(zhì)量的影響
1.1 工件材料的表面質(zhì)量對切削力的影響 金屬材料受到切削力的影響，會產(chǎn)生剪切應(yīng)力，從而會產(chǎn)生剪切變形，而對于金屬塑性變形較大的材料，斷面的形狀不會很光滑，反而會很粗糙，對于大多數(shù)金屬的變形都是經(jīng)過彈性階段，然后進(jìn)入屈服階段，最后進(jìn)入彈性極限階段，這樣金屬總會發(fā)生一定的塑性變形才會斷裂，塑性變形對金屬表面的質(zhì)量影響很大，而且切削力與屈服強(qiáng)度成正比的關(guān)系，也就是屈服強(qiáng)度會隨著切削力的增長而不斷地加大，這就會造成切削力對金屬表面的質(zhì)量影響更大。另外，對于切削力，會隨著金屬的塑性和韌性性能的優(yōu)良而增大，所以，對于塑性、韌性差的材料切削力更小，金屬的表面質(zhì)量也會更好。
1.2 刀具的幾何角度對金屬切削力的影響 刀具有自己的幾何特征，不同幾何特性的道刀具對切削力有不同的影響，切削力主要受到前角、主偏角、刃傾角等各方面的影響，當(dāng)角度不同時，產(chǎn)生的切削力的大小也不同，當(dāng)前角的角度減小時，切削的變形會增大，從而使得切削力隨之增大，除此之外，切削力還受到材料本身的影響，前角對切削力的影響就與材料有關(guān)，在這些角度中，主偏角主要影響在切削力的方向，只要方向有偏差就會造成切削力方向的變化，切削力有很多的方向，分為主切削力等，而刃傾角對于主切削力的影響是不大的，但是刃傾角對于其他的切削力還是有一定的影響的，比如對進(jìn)給力和背向力就會有一定的影響。所以還是要合理的選擇刀具的幾何形狀，將刀具對切削力的影響降低到最小化。
2 切削液對于金屬切削加工的影響
2.1 切削液的作用 在金屬切削加工的過程中，少不了切削液的使用，在金屬的切削加工中，切削液起著重要的作用，對于金屬表面質(zhì)量也有很重要的影響，它的作用可以概括為幾點(diǎn)：
第一是冷卻作用，切削液通常會以液體的形式存在，眾所周知，液體在受到高溫時會蒸發(fā)，這種蒸發(fā)的過程中就會帶走熱量，從而降低金屬表面的溫度，不僅能起到降低切削溫度的作用，其中的成分還會起到冷卻的作用，能夠減小金屬在切削過程中的高溫變形、小工件和刀具的變形等。
第二是潤滑作用，切削液在小工件和刀具之間會形成一層油膜，大家都知道油具有潤滑的作用，能夠有效地減少摩擦力，所以這層油膜對于減少了小工件與刀具之間的摩擦力，起到了潤滑劑的作用，這樣就會有效地減小摩擦力，從而減小切削力對金屬表面質(zhì)量的影響。
第三是排屑和清洗作用，對于切削液來說，大家都知道也體會帶走一部分的垃圾，所以，在生產(chǎn)加工中，切削液是處于流動狀態(tài)的，可以隨時將切削過程中產(chǎn)生的廢屑沖走，還會達(dá)到對金屬表面進(jìn)行清洗的作用，使金屬表面的質(zhì)量有所提高。
第四是防銹作用，在切削液中摻雜著很多其他的成分，比如防銹劑，這樣防銹劑就會在金屬表面形成一層有效的保護(hù)膜，可以杜絕金屬與外界的空氣和水分的接觸，從而在根源上防止了金屬的生銹現(xiàn)象，提高金屬在切削加工過程中的表面的質(zhì)量。
2.2 切削液的種類 切削液分為不同的種類，大體上主要分為了三類，第一類是非水溶性的切削液，對工件的刀具主要起潤滑作用，就類似于油類的物質(zhì)，這種切削液在潤滑方面的作用是相當(dāng)明顯的；第二類是水溶性的切削液，它就相當(dāng)于水，流動性很大，在金屬的切削加工中，主要起著清洗金屬切削加工中的廢屑的作用和冷卻切削溫度的作用，使得金屬表面的質(zhì)量得到保障；第三類是表面活性劑，這是一種既能溶于水又能溶于油的物質(zhì)，它能將水和油有效地連接在一起，使其有效地融合成一個整體，從這里就可以看出，表面活性劑具有乳化的作用。
2.3 對于切削液的選擇 對于切削液的選擇，是要根據(jù)材料的性質(zhì)和加工方法以及對于刀具材料的具體情況來選擇切削液，第一可以根據(jù)工件的材料來選擇合適的切削液，對于塑性材料或者韌性較好的材料就需要加入切削液，而對于脆性材料就不需要加入切削液了；第二是要根據(jù)加工的方法來進(jìn)行切削液的選擇，對于產(chǎn)生金屬廢屑較多的材料就需要考慮加入液體切削液了，對于需要冷卻的材料，或者是對冷卻要求較高的材料就必須要加入切削液。不同需求的材料需要加入不同類型的切削液，所以，要充分了解金屬材料的各種性質(zhì)和使用的要求，根據(jù)材料的具體需求和特點(diǎn)合理的選擇切削液，提升金屬的表面
質(zhì)量。
3 刀具材料對金屬切削加工的影響
3.1 刀具材料的性能 刀具具有很強(qiáng)的硬度和強(qiáng)度的性能，而且好的刀具會比較耐磨，比較耐高溫和具有良好的導(dǎo)熱性，對于硬度較高的刀具在切削過程中完成切削的效果是非常明顯的，只有足夠強(qiáng)度的刀具才能很好地完成任務(wù)，保證質(zhì)量和安全。
3.2 刀具材料的種類 刀具這種材料一般都是按照材料的性質(zhì)來分類的，一般分為通用型高速鋼刀具和高性能高速鋼刀具，在金屬的切削加工中，高速鋼是最常用的，也是應(yīng)用最廣泛的，不同的材料的刀具材料擁有不同的性質(zhì)特點(diǎn)，在選擇刀具時應(yīng)該根據(jù)加工的實際要求來合理的選擇刀具。
3.3 合理選擇刀具材料 刀具材料的選擇一般是根據(jù)金屬切削加工的實際要求來選擇的，在對金屬加工的時候，對于有色金屬的切削加工時一般會采用金剛刀，因為金剛刀的質(zhì)地比較硬，耐磨性能比較好，而且很重要的一點(diǎn)是它的摩擦系數(shù)小，這在很大程度上減小了切削力，對金屬切削加工的表面質(zhì)量的控制是非常有利的；對于合金材料進(jìn)行切削加工時，一般會采用立方氮化硼刀具材料，因為他的化學(xué)性質(zhì)非常的穩(wěn)定，并且它的硬度也很高，對金屬切削加工時的影響非常小。總而言之，對于金屬材料的加工要因材料和方法的不同來確定刀具材料。
4 結(jié)束語
金屬在我們的生活中起著舉足輕重的作用，通過上面的分析，我們知道有很多因素都影響著金屬切削加工中金屬的表面質(zhì)量，我們要順利的完成金屬的加工，而且還要保證金屬的表面質(zhì)量是有一定的難度的，但是只要加強(qiáng)對金屬切削加工過程中的表面質(zhì)量的控制，我們就會得到更好的產(chǎn)品，保證金屬產(chǎn)品在切削加工的表面質(zhì)量。