表面粗糙度作為灰鑄鐵表面質(zhì)量的一項重要衡量指標(biāo)，不僅直接決定了灰鑄鐵零件的外觀精美程度，而且對機(jī)器的裝備質(zhì)量及灰鑄鐵零件的使用壽命都有著很大的影響。本文著重從機(jī)床、刀具、切削參數(shù)三方面分析如何提高灰鑄鐵零件的表面粗糙度。

一、機(jī)床對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

機(jī)床剛性差，主軸精度差，機(jī)床固定不牢固，機(jī)床各部件配合間隙較大等因素都會影響灰鑄鐵零件的表面粗糙度。

舉個例子：如機(jī)床主軸跳動精度是0.002mm，也就是2微米跳動，那理論上是不可能加工出粗糙度會低于0.002mm粗糙度的工件，一般表面粗糙度Ra1.0的工件還可以加工出來。并且灰鑄鐵本身是鑄造件，就不會像鋼件一樣輕松加工出較高的表面粗糙度，再加上機(jī)床自身的條件差，更難保證表面粗糙度。

機(jī)床剛性一般是出廠時就設(shè)置好的，無法修改，除了機(jī)床剛性外，還可調(diào)整主軸間隙，提高軸承精度等，使機(jī)床間隙變小，從而對灰鑄鐵零件在加工中獲得較高的表面粗糙度得到一定保障。

二、切削刀具對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

1、刀具材料的選擇

當(dāng)?shù)毒卟牧吓c被加工材料金屬分子親和力大時，被加工材料容易與刀具粘結(jié)而生成積屑瘤和鱗刺，因此凡是粘結(jié)嚴(yán)重的，摩擦嚴(yán)重的，表面粗糙度就大，反之就小。同樣加工灰鑄鐵零件，硬質(zhì)合金刀片很難達(dá)到Ra1.6的表面粗糙度，即使達(dá)到了，其刀具壽命也大打折扣，而BNK30材質(zhì)的CBN刀具則由于刀具材料摩擦系數(shù)低，優(yōu)異的高溫?zé)岱€(wěn)定性和耐磨性，可在切削速度高出硬質(zhì)合金幾倍的條件下，輕松加工出Ra1.6的表面粗糙度，同時刀具壽命是硬質(zhì)合金刀具的幾十倍，表面亮度提高一個數(shù)量級。

2、刀具幾何參數(shù)的選擇

刀具幾何參數(shù)中對表面粗糙度影響較大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圓弧半徑re。當(dāng)主、副偏角小時，已加工表面殘留面積的高度亦小，因而可減小表面粗糙度；副偏角越小，表面粗糙度越低，但減小副偏角容易引起震動，故減小副偏角，要根據(jù)機(jī)床的剛性而定。刀尖圓弧半徑re對表面粗糙度的影響：在剛度允許的情況下re增加時，表面粗糙度將降低，增加re是降低表面粗糙度的好方法。因此減少主偏角Kr、副偏角Kr’以及增加刀尖圓弧半徑r，均可減小殘留面積的高度，從而降低表面租糙度。

刀具工程師說過，“對于刀尖圓弧角的選擇建議依據(jù)加工工件的剛性和粗糙度要求選擇，如果剛性好，盡量選擇大的圓弧角，不但可提高加工效率，亦可提高加工表面光潔度；但鏜孔時或者切削細(xì)長軸或薄壁零件時因為系統(tǒng)剛性差，常選用較小的刀尖圓弧半徑”。

3、刀具磨損

刀具的磨損分為三個階段:初期磨損、正常磨損和劇烈磨損。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入劇烈磨損階段，刀具后刀面磨損率急劇上升，系統(tǒng)又趨向于不穩(wěn)定，振動隨之增加，表面粗糙度的變化幅度也急劇上升。

在灰鑄鐵領(lǐng)域，很多零件都屬于批量生產(chǎn)，對其產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和生產(chǎn)效率要求較高，因此很多機(jī)加工企業(yè)不等到刀具達(dá)到劇烈磨損第三階段就選擇換刀，也稱之為強(qiáng)制換刀，機(jī)加工企業(yè)會對刀具進(jìn)行反復(fù)測試，確定一個臨界點(diǎn)，在保證灰鑄鐵表面粗糙度要求和尺寸精度的情況下，又不影響整體生產(chǎn)效率。

三、切削參數(shù)對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響         

切削參數(shù)選擇的不同，對表面粗糙度影響較大，應(yīng)引起足夠的重視。精加工是保證灰鑄鐵零件表面粗糙度的重要工序，因此精加工時，切削參數(shù)應(yīng)以保證灰鑄鐵零件表面粗糙度為主，并兼顧生產(chǎn)率和必要的刀具壽命。精加工的吃刀深度是根據(jù)加工精度和表面粗糙度要求，由粗加工后留下的余量確定的，一般吃刀深度控制在0.5mm以內(nèi)。同時在機(jī)床剛性條件許可的條件下，可充分發(fā)揮刀具的切削性能，采用較高的切削速度對灰鑄鐵零件進(jìn)行高速加工。

四、其他因素對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

如灰鑄鐵零件自身存在一些鑄造缺陷，切削液選擇不合理，加工方式的不同等都會影響灰鑄鐵零件的表現(xiàn)粗糙度。

刀具工程師說過，“除了機(jī)床，刀具，切削參數(shù)三大因素外，切削液，灰鑄鐵零件本身，加工方式等因素也對灰鑄鐵零件的表面粗糙度造成一定的影響，如車削、銑削、鏜削灰鑄鐵零件時，在機(jī)床，切削參數(shù)等因素都許可的條件下，CBN刀具亦可加工出Ra0.8的表面粗糙度，但對刀具壽命會有所影響，具體需要根據(jù)實際加工情況判斷”。

鶴山市東榮機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)鑄造和機(jī)械加工生產(chǎn)基地。公司成立于2002年至今已16年之久。同時具備國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備。 公司主要鑄造生產(chǎn)、機(jī)械加工各類高低合金鋼、碳素鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵等鑄造件。

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