说说表面粗糙度的计算,以及"镜面效果"

追风传说 · 发表于 2008-5-2 23:35:55

表面粗糙度现在越来越受到各行业的重视,论坛里也经常问及如何提高表面粗糙度的帖子.今天讲一下关于车削的表面粗糙度.图片上面有车削表面粗糙度的计算方式,只需要将切削参数代入即可计算出可能最高的"表面粗糙度"（以下发言全部以粗糙度低为细，粗糙度高为粗）

车削表面粗糙度=每转进给的平方    *1000
               刀尖R乘8

   以上计算方式是理论上的可能达到最坏的的效果,实际上因刀具品质、机床刚性精度、切削液、切削温度、切削速度、材料硬度等等原因，会将粗糙度提高或者降低的，如果你用上面的计算方式计算出来的粗糙度都不能满足想达到的效果，请先更改切削参数。但进给一般和切深有着密切的关系，一般进给是切深的10%~20%之间，排削的效果是最好的切削深度，因为屑的宽度和厚度最合比例

以上公式的各个参数我下面详细一项项解释一下对粗糙度的影响，如有不正请指点：

1：进给——进给越大粗糙度越大，进给越大加工效率越高，刀具磨损越小，所以进给一般最后定，按照需要的粗糙度最后定出进给

2：刀尖R——刀尖R越大，粗糙度越降低，但切削力会不断增大，对机床的刚性要求更高，对材料自身的刚性也要求越高。建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖，而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖，否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了，就算能降低粗糙度也是枉然！

3：切削时要计算设备功率，至于如何计算切削时所需要的功率（以电机KW的80%作为极限），下一帖再说。要注意的时，现在大部分的数控车床都是使用变频电机的，变频电机的特点是转速越高扭力越大，转速越低扭力越小，所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系，而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果，所以任何时候都是“100%最大扭力输出”，这点比变频电机好。但当然如果你的主轴是由昂贵的恒定扭力伺服电机驱动，那是最完美的选择

上面说得有点乱了，现在先举个例计算一下表面粗糙度：车削45号钢，切削速度150米，切深3mm，进给0.15，R尖R0.4，这是我很常用的中轻切削参数，基本上不是光洁度要求非常之高的工件一刀不分粗精切削直接车出表面，计算表面粗糙度等于0.15*0.15/0.4/8*1000=粗糙度 7.0（单位微米）。

如果有要求光洁度要到0.8的话，切削参数变化如下：刀具不变依旧上面0.4的刀片，切削参数进给0.05，切深要视乎刀具的断削槽而定，通常如果进给定了，那切深只会在一个很窄的范围（上面不是说过切深和进给很大关系嘛）

——当切深在一定范围之内才会有最良好的排屑效果！当然你不介意拿个沟子一边车一边沟屑的话又另当别论！

:lol我大约会按照进给的10倍起定切深，也就是0.5mm，此时0.05*0.05/0.4/8*1000=0.78微米，也就是粗糙度达到0.8了。

至于粗糙度的表示方法：RY是测量出最大粗糙度，RA是算术计法将整个工件的表面粗糙度平均算，而RZ则是取10点再平均算，一般同一工件用RA计算粗糙度应该是最低的，而RY肯定是最大的，如果用RY的计算公式可以达到比RA要求更低的数字，基本上车出来就可以达到标注的RA要求了。另外理论上带修光刃的刀具最大可能将粗糙度降低一半，如果上面车出0.8光洁度的工件用带修光刃的刀片粗糙度就最小可能是0.4

以上是书本摘录的理论知识综合个人经验所书，以下再说说一些我个人感觉的理论，这些书本上我没见过的：
1：车床可以达到的最小粗糙度，首要原因是主轴精度，按照最大粗糙度计算的方法，如果你的车床主轴跳动精度是0.002mm，也就是2微米跳动，那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002毫米粗糙度（RY2.0）的工件，但这是最大可能值，一般平均下来算50%好了，粗糙度1.0的工件可以加工出！再结合RA的算法一般不会得出超过RY值的50%，变成RA0.5，再计算修光刃的作用降低50%，那最终主轴跳动0.002的车床极限是可以加工出RA0.2左右的工件！

最后说说“镜面效果”，一般镜面效果在超“精密研磨”定义为RA0.01或者以下的工件，我见过很多次，各大机床展览时各大材料公司就会展示出这些表面研磨到和镜子肉眼看下去没任何区别的金属块，反正你回家把衣柜的镜子擦干净了，对着上面看看是什么样子就知道真正的镜面金属是啥样子了。:lol :lol :lol 但这些是基本上磨床都没可能直接加工出——一般靠研，也就是抛光得到的。磨床能直接加工出RA0.1以下的就算镜面了，车床、铣床能直接加工出RA0.5以下也算镜面了，现在论坛上关于镜面切削效果的帖子99%能低于RA1.0已经完全满足他们的镜面需求了

本帖原创，希望各位以后转贴各类型技术参数时，加上自己的经验及个人见解再发表！不要再剽窃一些官方技术资料就直接发到论坛！！

zhangxun412 · 发表于 2008-5-3 02:24:24

感谢楼主分享。
本人受益非浅！

追风传说 · 发表于 2008-5-5 02:46:38

其实我一直认为表面光洁度永远要建立在一个前提之上——尺寸精度,如果你经常加工开一些尺寸精度0.00~0.02的工件，是从来不会为“如何提高光洁度发愁”的，车到那个尺寸精度，光洁度自然就会来了。甚至你会站在一个新的高度上再想一些你以前从来想都没想到过希奇古怪的问题，光洁度车得太高，会出现一些“你以前做梦都想不到的问题”，例如你会莫名其妙的表面发黑效果不好，做热处理时渗氮渗碳层硬度都太薄渗不进去。这就是表面光洁度太高致密性带来的负面影响，

害怕伏枥 · 发表于 2008-5-5 06:26:15

难得一见的原创帖子。
受教了。谢谢！

主轴行业 · 发表于 2008-5-5 15:59:08

RA0.5是哪的标准啊？我好象没见过这样的精度

lychere · 发表于 2008-5-5 16:33:05

学习了，我这里反而有一个问题有点矛盾，为了保证表面光洁度，不得不抛光或者研磨，但是尺寸精度上面就不能保证0.01~0.02了，呵呵

追风传说 · 发表于 2008-5-5 16:49:09

你搞错了，单位计算互换了没有??

你说的0.01~0.02是以毫米为单位的尺寸精度吧??光洁度是以微米为单位的啊,一微米是0.001毫米,0.001毫米尺寸精度的工件会和0.1微米(0.00001毫米),甚至0.01微米光洁度有冲突吗??

原帖由 lychere 于 2008-5-5 16:33 发表
% q' T% @: ~# d2 B; z7 i# f4 Q学习了，我这里反而有一个问题有点矛盾，为了保证表面光洁度，不得不抛光或者研磨，但是尺寸精度上面就不能保证0.01~0.02了，呵呵

兰羽飞矢 · 发表于 2008-5-6 18:14:29

其实我一直认为表面光洁度永远要建立在一个前提之上——尺寸精度,如果你经常加工开一些尺寸精度0.00~0.02的工件，是从来不会为“如何提高光洁度发愁”的，车到那个尺寸精度，光洁度自然就会来了。甚至你会站在一个新的高度上再想一些你以前从来想都没想到过希奇古怪的问题，光洁度车得太高，会出现一些“你以前做梦都想不到的问题”，例如你会莫名其妙的表面发黑效果不好，做热处理时渗氮渗碳层硬度都太薄渗不进去。这就是表面光洁度太高致密性带来的负面影响，

这一点非常真确；
篇首的言论我不讨论，保留意见

还是那句话：我不赞同你说的每一句话，但我誓死捍卫你说话的权利

追风传说 · 发表于 2008-5-6 18:38:37

说话不要太隐晦嘛

有啥指示明确指导就是了，

原帖由 兰羽飞矢 于 2008-5-6 18:14 发表
) b ]5 b; p! s& J$ B
& h/ T* Z& A/ {- u# ~0 H这一点非常真确；1 v6 v/ u% v. k! `, k$ t0 s5 D
篇首的言论我不讨论，保留意见还是那句话：我不赞同你说的每一句话，但我誓死捍卫你说话的权利

兰羽飞矢 · 发表于 2008-5-6 18:41:36

我看到过一件300MM的零级方箱，，呵呵，30元RMB没人要，最后当废铁卖了

，告诉大家是什么样的：
20米远正常光线下（在600 lux光线下），日光，是一块发黑的方块泛着青乌光，走近到跟前看，你的脸面映在上面，只能说清晰两个字，但不是镜子的那种，镜子没有通透的感觉，这个方箱不是这样，他给你的感觉是;通透，表面好象有4-6MM的透明镶嵌层，透过这一层光泽区才可以看到燕子型挂研点

但实际上，挂研点就是在表面，这才是真正的金属镜面，你用手去触摸，寒、凉、冷，手纹清晰的展现在这个4－6MM的光泽层上。

老军工丢掉的宝贝东西太多了，举不胜举，我不说大家见到的东西怎么样，我这个，现在国家实验室不知道能否看见，还是个问号？？？？？？？？？

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