金屬表面粗糙度缺陷的產生原因與防止措施

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。

今天我們分享一下表面粗糙度缺陷的產生原因與相應的防止措施。

1、常見粗糙度缺陷產生分析

（1）刀痕粗糙分析

刀痕粗糙缺陷一般多體現在加大切割進給量的時候，主要是由于在切削過程中，由于刀具形狀使得金屬加工表面部分金屬未切除，殘留在加工表面，稱之為刀痕。

（2）鱗刺現象

一般在切削速度較低，并且運用高速鋼或硬質合金刀具對塑性金屬材料進行切削時，容易在表面出現鱗片狀的裂口和毛刺，這種現象稱之為鱗刺現象。

一般在拉削、插削、滾齒等加工過程中容易出現這種情況。當處在低速度、小前角刀具切削塑性材料時，會形成擠裂切屑的情況，這就造成刀與屑間產生力的作用，并周期性地變化，這使得金屬積聚，加工表面出現斷裂和鱗刺現象。

（3）劃傷和拉毛

劃傷和拉毛在粗糙度缺陷類別里也比較常見，齒輪加工過程中的啃齒現象、磨削加工的拉毛等等，都是劃傷和拉毛的代表性現象。而我們可以根據劃傷和拉毛的痕跡情況，對它們的產生原因進行分析，以求制定好排除措施。

（4）刀花不勻

針對于刀花不勻現象，主要原因還是在于機床，主要表現是金屬加工表面的刀具切削痕跡不均勻。

（5）高頻振紋

在金屬加工過程中，整個工藝系統都會隨之振動，機床、刀具、工件都會對金屬零件表面粗糙度有很大的影響。其中工藝系統的低頻振動一般在工件表面上產生波紋度，而工藝系統高頻振動產生的振紋則屬粗糙度范疇。

工藝系統的振動主要包括受迫振動和自激振動。受迫振動是由于受周期性外力的作用而產生的振動。自激振動則是系統運動自身激發的振動，最常見的自激振動是切削自振。

2、常見粗糙度缺陷排除分析

（1）刀痕排除分析

首先切削時，應選擇允許范圍內較小的進給量，但進給量不能太小，不然也影響切削的粗糙度。其次，刃磨刀具的時候，要在允許范圍內適當增大刀尖圓弧半徑，對粗糙度會有一定裨益。

（2）鱗刺現象排除分析

首先要把控切削速度。鱗刺現象的產生在一定程度上是由于切削速度的原因，超出或低于特定速度范圍，都會產生鱗刺現象。

其次是切削厚度，要盡量減小切削厚度，切削厚度的增大，對于切屑和刀具前面之間的壓力會越來越大，如果形成擠裂切屑或單元切屑，會使鱗刺現象出現得更頻繁和嚴重。

另外采用質量較好的切削液也能有效抑制鱗刺現象的產生。合理地選擇刀具的角度，也是排除鱗刺現象的有效方法。

最后要對工件材料的切削加工性不斷改善，比如，在某些情況下，可以對材料進行加熱處理后再進行切削，這樣鱗刺現象也會減少產生。

（3）劃傷和拉毛排除分析

劃傷和拉毛如果痕跡分布比較規律，一般是因為機床出現問題，機床中如主軸箱、溜板箱、進給箱等傳統系統中軸彎曲、齒輪齒合不良或者損壞，都會出現規律的劃傷和拉毛現象，所以要定時檢查機床，經常進行維修保養。

如果劃傷和拉毛的痕跡分布不規律，那么可能與切屑、刀具、切削液有關系。比如在深孔加工過程中，排屑不暢就會造成內表面劃傷。工件表面拉毛，一般是在磨削過程中由于磨粒、磨屑脫落導致的，也可能是砂輪不合適、切削液不清潔，所以要選擇合適的砂輪和清潔的切削液。

（4）刀花不勻排除分析

刀花不勻的原因有多種，但常見的例如在磨削外圓時，零件的表面會出現螺旋線性痕跡。這是由于砂輪母線的直線度誤差較大所導致的，這就要求我們在砂輪選擇和維護保養上規律地做好工作。另外，例如機床工作臺或者刀架出現爬行，也會引起走刀不均勻，所以對于機床的檢修、維護一定要做到位，以最大程度地做到預防和避免。

（5）高頻振紋排除分析

消除高頻振紋的主要方法是找出振源，消除振動，或把振動減至允許的范圍內。

例如：由于零件旋轉不平衡引起的振動，機床傳動系統引起的振動等等，都是屬于受迫振動，可以通過找出振源，調整并修理好機床，大體就可以排除振動影響，同時振紋也會隨之消失。而如果是切削自振，這種運動是存在于整個切削過程中的，這就要對機床、刀具、工件整個工藝系統一起進行調整，比如改變切削用量、合理選擇刀具的幾何參數、合理夾持刀具和工件、調整機床間隙、提高機床的抗振性等。

通過對車床加工中常見粗糙度缺陷的研究及分析，找出切削中影響表面粗糙度的因素，并找出相應的措施和排除方法，一方面可在加工前防患于未然，另一方面在出現問題時能及時準確地找到問題原因，及時予以解決，對于提高產品質量、促進互換性生產有著現實的意義。

（來源：網絡）