影响表面粗糙度的因素及控制
影响加工表面粗糙度的工艺因素主要有几何因素和物理因素两个方面。不同的加工方式，影响加工表面粗糙度的工艺因素各不相同。
（一）切削加工中影响表面粗糙度的因素
切削加工表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度。
图4-33 切削层残留面积
（1）刀具几何形状的影响。切削加工后的表面粗糙度是刀具相对工件做进给运动时，在加工表面上遗留下来的切削层残留面积，如图4-33所示。切削层残留面积的高度越高，表面粗糙度值就越高。影响表面粗糙度的主要因素有：刀尖圆弧半径rε、主偏角κr、副偏角
及进给量f 等。
当用尖刀刃切削时，切削层残留面积高度为
当用圆弧刀刃切削时，切削层残留面积高度为
由式（4-17）、式（4-18）可知：减小进给量，减小刀具的主、副偏角，增大刀尖圆弧半径可以减小表面粗糙度。事实上，刀具前角γo 和后角αo 对表面粗糙度也有一定的影响。如增大前角γo 可以减小材料的塑性变形，有利于降低粗糙度。适当增大后角αo 可以减小后刀面与工件的摩擦，也有利于降低粗糙度。
（2）切削用量的影响。切削用量三要素中，进给量对表面粗糙度影响最大。但切削速度的影响也不能忽视。采用低、中切削速度加工塑性金属材料时容易出现鳞刺和积屑瘤，使加工表面粗糙度严重恶化，如图4-34所示。刀具与被加工材料的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，也会增大表面粗糙度。切削加工中的振动，使工件的表面粗糙度增大。(https://www.daowen.com)
图4-34 切削塑性金属材料时切削速度与表面粗糙度的关系
（3）零件材料性能的影响。被加工材料的塑性和金相组织对表面粗糙度的影响也很大。材料的塑性大，易形成鳞刺和积屑瘤。材料的晶粒越大，加工后的表面粗糙度也越大。对材料进行调质处理有助于改善加工后的表面粗糙度。
另外，合理选择冷却润滑液有利于减小加工表面的粗糙度。
（二）磨削中影响表面粗糙度的因素
磨削加工与切削加工有许多不同之处。磨削时由于分布在砂轮表面上的磨粒与被磨削表面间做相对滑擦形成的划痕，构成了表面的粗糙度。由于砂轮上的磨粒形状很不规则，分布很不均匀，而且会随着砂轮的修整、磨料磨耗状态的变化而不断改变。磨削速度比一般切削加工速度高得多，磨料大多为副前角，磨削区温度很高，磨削层很薄，工件表层金属极易产生相变和烧伤。所以，磨削过程的塑性变形要比一般切削过程大得多。磨削中影响表面粗糙度的因素可从以下三个方面考虑。
（1）砂轮方面。砂轮的粒度越小，有利于降低表面粗糙度。但粒度过小，砂轮容易堵塞，反而使表面粗糙度增大，还易引起烧伤。砂轮硬度应大小合适，半钝化期越长越好，常选用中软组织的砂轮。砂轮过硬或过软，都不利于降低表面粗糙度，常选用中等组织的砂轮。砂轮的修整质量是改善表面粗糙度的重要因素。修整质量的好坏与所用工具和修整砂轮时的纵向进给量有关。
（2）磨削用量。磨削用量包括砂轮速度v、工件速度vw、磨削深度ap 和纵向进给量f。提高砂轮速度有利于降低表面粗糙度；工件速度、磨削深度和纵向进给量增大，均会使表面粗糙度增大。其中，磨削深度对表面粗糙度的影响相当大。增加“无进给光磨”次数可以降低表面粗糙度。磨削用量与表面粗糙度的关系如图4-35所示。为此，在磨削过程中可以先采用较大的磨削深度，然后再采用较小的磨削深度，最后再无进给磨削几次。
（3）其他方面。工件材料硬度越小，塑性大，导热性差，磨削性差，磨削后的表面粗糙度大。采用切削液可以降低磨削区温度，减小烧伤，有利于降低表面粗糙度，但必须选择合适的冷却液和切实可行的冷却方法。
图4-35 磨削用量与表面粗糙度的关系
