曲面表面粗糙度（共8篇）
曲面表面粗糙度 篇1
0 引言
CAXA制造工程师是北航海尔公司自主研发的CAD/CAM软件包, 它具有灵活的实体曲面造型功能和丰富的数据接口, 可以实现复杂零件从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案。CAXA制造工程师提供了中文界面并具有提示功能, 适合国内工程技术人员造型和加工使用。CAXA制造工程师2011提供了8种粗加工方法 (图1) , 15种精加工方法 (图2) , 每种加工方式各有特点, 对同—曲面零件的加工往往可以采用多种加工方式, 但是这些加工方式的加工效率和加工表面质量存在一定的差异[1]。
1 CAXA精加工方法对曲面表面粗糙度的影响
曲面的加工一般分为3个阶段:粗加工、半精加工和精加工。粗加工的目的是快速切除大部分多余材料, 生成零件表面的大致轮廓, 因此应采取措施尽可能提高生产率。粗加工时吃刀量大, 刀杆扭矩大, 进给时刀杆变形大, 会产生大量的切削热等因素[2]。精加工应按技术要求生成零件的最终表面, 使曲面的形状精度、尺寸精度和粗糙度都达到图纸的要求, 因此精加工阶段是零件表面粗糙度最终形成的过程。CAXA制造工程师粗加工方法中, 常用的曲面加工方法有:等高线粗加工、扫描线粗加工、摆线式粗加工。精加工方法中常用的曲面加工方法有:曲面区域精加工、参数线精加工、等高线精加工、扫描线精加工、三维偏置精加工。
图3是材料为45钢的曲面零件, 整个零件有四种不同的曲率半径, 从左到右分别是R80、R20、R30、R10, 直线段的倾斜角度近似为65°。首先用Φ10平底立铣刀对其进行等高线粗加工, 如图4。在加工中刀具进行往复式切削, 这样可以避免铣床经常抬刀、空走刀, 可以缩短加工时间, 减少机器的磨损, 提高效率。Z切入层高为5, XY切入选择固定残留高度5, 加工余量1, 加工精度0.1, 主轴转速600r/min, 切削速度300mm/min。粗加工后曲面的陡峭部位有较多刀次, 加工较均匀、细腻, 圆弧顶部、底部的平坦部位轨迹稀疏, 残留余量多, 表面质量差。
在等高线粗加工的基础上, 再分别用上述常用曲面精加工方法进行精加工, 比较、分析各种精加工方法对曲面表面粗糙度的不同影响。
对曲面的精加工我们选用球刀。球头铣刀的刀头半径应选得大些, 有利于散热, 但刀头半径不应大于曲面的最小曲率半径。铣削残留高度是影响加工表面粗糙度的主要因素, 所以往往通过控制它的大小来控制表面加工质量。
为更直观的比较各精加工方法加工后零件的加工质量, 图5~图9给出了半精加工仿真图形, 给定条件为:Φ10的两刃球刀, 加工余量为0.4mm, 加工精度为0.02mm, 参数线、等高线、扫描线精加工给出了相同的残留高度2mm, 曲面区域、三维偏置给出了与前三种相同的行距8mm。在选择进刀、退刀方式时, 如果进刀点采取垂直方式进行切入工件, 刀具是向下钻到工件表面, 这样很不安全, 且加工出来的表面质量差, 在加工中是不可取的。所以切入方式选为倾斜角度30°的倾斜线。
在半精加工的基础上继续对工件进行精加工, 其中精加工给定条件为:Φ10的两刃球刀, 加工精度为0.01mm, 加工余量为0, 参数线、等高线、扫描线精加工给出了相同的残留高度0.2mm, 曲面区域、三维偏置给出了与前三种相同的行距2.8mm。
对各种精加工方法进行比较, 结果可以归纳为表1。
2 结语
如果要加工的曲面倾斜角<65°, 当同时限定主轴转速、进给量、走刀方式、铣刀参数等值时, 要使工件获得相同的残留高度, 从占用内存容量少, 加工时间快的角度考虑, 应该优选扫描线、三维偏置精加工。其次是曲面区域和参数线精加工。当零件表面质量要求较高时应选用等高线精加工, 但鉴于等高线精加工零件平坦部位加工质量较差的特点, 应辅以浅平面精加工, 使曲面各处粗糙度一致。另外, 对于表面粗糙度要求较高的零件, 加工时可以考虑分区加工, 并配以多种加工方式组合加工。
参考文献
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曲面表面粗糙度 篇2
1.图形绘制(采用命令偏移和直线、极轴30°)2.定义属性下拉菜单——绘图——块——定义属性——对话框3.创建块(点图标——对话框)完成后点击确定即可4.插入块(点图标——对话框)在屏幕上点击所要插入的点，再在命令行输值——如3.2、6.4等，
CAD表面粗糙度标注
曲面表面粗糙度 篇3
微细切削[1,2]技术以传统机械加工技术为基础,融合了超精密加工技术、数控加工技术、微小型检测技术、微小型刀具制备技术等先进制造技术,具有加工精度高、加工成本低、加工效率高、三维加工能力强、适用工件材料范围广等优点,已成为微细加工的重要手段,其中微细铣削[3,4]技术应用最为广泛,是研究的重点和热点。
表面粗糙度是评价精密加工表面质量指标的重要参数,粗糙度值的大小直接影响零件的工作精度、配合性能、接触刚度、耐磨性、耐腐蚀性。微小型结构件的几何尺寸微小,研究微细切削条件下有效地预测和控制表面粗糙度对于微小型零件而言有重要意义。以往研究中,主要采用一阶多元线性回归[5]的方法建立表面粗糙度预测模型,此种方法在建模精度和泛化能力方面不能满足要求。基于神经网络[6,7]和最小二乘向量机[8]的预测模型虽在预测精度上有所提高,但都存在试验次数多、模型建立过于复杂等问题。基于中心复合设计[9]的二次响应曲面法[10,11]是数学和统计学原理相结合的产物,相对上述方法以及更高阶次多项式预测模型,二次响应曲面法具有可旋转性、序贯性、模型稳健性以及试验次数少等优点,其响应估计结果能够逼近真实的响应曲面,获得满意的预测效果,故常被应用于解决实际问题。
最小切削厚度的存在、尺度效应现象的影响以及非自由切削程度的加强,使得微细铣削不同于常规铣削,因此,深入研究微细铣削条件下工艺参数对表面粗糙度的影响以及加工前切削参数的选择,以达到预测和控制表面粗糙度的目标就显得尤为重要。采用二次响应曲面法不仅可以估计铣削工艺参数对表面粗糙度影响的线性效应,而且还可以估计二阶交互项以及纯二阶项的效应,有利于深入发现微细铣削中铣削工艺参数对表面粗糙度的影响规律。
1 响应曲面法模型方法
响应曲面法(response surface methodology,RSM)即非线性回归,它结合数学、统计学原理以及试验设计技术,探讨影响因子与响应输出之间的数学关系。一个包含响应y(x)的过程或系统,该响应依赖于输入因子x1,x2,…,xp,如果响应与自变量之间存在线性函数关系,则近似函数是一阶模型:
式中,β0为常数项;β为xi的斜率或线性效应;ε为误差项。
对响应y(x)和输入x1,x2,…,xp之间的关系的研究称为响应曲面研究。二阶响应曲面模型考虑了交互效应和二次效应,可以表达为
式中,βij为xi和xj之间的交互效应;βii为xi的二次效应。
三个因素的二次响应曲面模型可以写成:
2 试验设计及试验结果
试验机床为北京理工大学自主设计的微小型车铣加工中心KNC-50FS(图1),其驱动系统重复定位精度为0.2μm,分辨率为0.1μm,铣削电主轴最高转速为60000r/min。利用直径1mm的三刃细晶粒硬质合金立铣刀对硬铝合金LY12进行平面铣削试验。采用表面粗糙度仪(时代TR240)进行表面粗糙度的测量,主要测量参数为:取样长度0.25mm,采样数量5,采样间隔0.001mm。
微细铣削切削深度较小,一般在10-4~10-2mm范围。本试验中,将切削深度的零切面选择为30μm,充分考虑了基于中心复合设计的二次响应曲面这种试验设计方法的要求以及试验条件两方面因素,最大切削深度为46μm,最小切削深度为13μm。由于表面形状误差和其他因素的影响,不易直接确定工件的零切面,为了消除误差,必须先进行零切面的切削生成,然后根据已形成的零切面确定试验用切削深度,以保证试验结果的准确性。
微细铣削工艺试验采用基于正交可旋转中心的复合设计方案,该方案是响应曲面中常用的一种试验方法。试验零水平下主轴转速n=12000r/min,进给量f=4.5mm/min,铣刀齿数z=3,刀具直径D=1mm,切削速度和每齿进给量分别按下列公式计算:
因素编码及水平如表1所示,其中,X1为铣削速度v,X2为每齿进给量fz,X3为切削深度ap。
对三个变量分别按下式进行编码:
试验设计矩阵及试验结果如表2所示,这时拟合的最小二乘估计的二次响应曲面方程为
该表面粗糙度预测模型的适用范围为:
3 试验结果分析及模型检验
要判断模型的拟合程度,必须对回归方程进行显著性检验,本文采用F检验。统计检验中把总的偏差平方和ST分解为回归平方和SA与残差平方和SE两部分,即
式中,yi为实测值;为回归后的数值
F检验计算结果如表3所示。
对回归方程进行的方差分析和F检验表明,该预测模型呈显著状态,与实际情况拟合得很好,用本文模型预测微细铣削硬铝合金LY12的表面粗糙度有较高的可信度。
按照式(6)的表面粗糙度模型进行拟合并绘图,得到各参数对表面粗糙度的影响规律,如图2~图4所示。
(1)由图2可知,在切削深度0.01~0.05mm、fz=0.25μm的微细切削条件下,随着切削速度的增大,表面粗糙度值明显减小,切削速度接近60m/min、切削深度最小时,表面粗糙度Ra接近0.2μm。对于微细切削,由于刀具直径太小,切削线速度的提高主要取决于铣削主轴转速,本次试验最高切削速度是在主轴17000r/min时取得的,可见提高切削速度对于降低表面粗糙度影响显著,图3也证明了这一点。
(2)图3表明,在低的切削速度和切削深度下,随每齿进给量的增大,表面粗糙度值变化不显著。但在切削速度达到53.52m/min时,每齿进给量的增大对表面粗糙度的影响显著,表面粗糙度值增大。由图3可以看出,在切削速度介于40~50m/min时,表面粗糙度值受切削速度的影响不大,此时,可获得比较稳定的加工表面质量(Ra≈0.4μm)。
(3)由图4可以看到,v=37.68m/min时,表面粗糙度值随每齿进给量和切削深度的增大而增大,并且切削深度对表面粗糙度的影响比每齿进给量对表面粗糙度的影响要显著,在最小切深和最小每齿进给量下,表面粗糙度可获得最小值。
回归分析中回归方程的显著性并不意味着每个自变量对因变量的影响都是重要的,还需要对回归系数进行显著性检验,以便考察每个自变量对因变量作用的显著程度,从而更好地对试验结果进行预报和控制,表4为回归系数显著性检验分析表。
由以上显著度次序分析可以得出现有微细切削试验条件下铣削参数对表面粗糙度影响的显著性排序如下:
(1)线性效应显著性由大到小依次为:切削速度v、切削深度ap、每齿进给量fz;
(2)二次效应显著性由大到小依次为:fz2、v2、ap2;
(3)交互效应显著性由大到小依次为:vfz交互、vap交互、fzap交互。
从总体来看,切削速度v和每齿进给量fz对表面粗糙度的影响较为显著。从图2~图4所示的切削速度、切削深度、每齿进给量对表面粗糙度的预测模型曲面可以看出,在本文试验条件下,提高切削速度、减小每齿进给量和切削深度可以有效减小微细铣削表面粗糙度值。图5所示为利用式(6)计算出来的二次响应曲面对表面粗糙度的预测值同试验实测值的对比,进一步证明了预测模型的准确性。
4 结论
(1)基于二次响应曲面法建立了微细铣削条件下表面粗糙度预测模型,经检验该模型在试验条件内有较高置信度和实用性,可利用该模型在加工前选择切削参数,对表面粗糙度进行预测和控制。
(2)基于正交可旋转中心复合设计的二次响应曲面法建立的表面粗糙度预测模型,在具备较高置信度的同时,可以有效地增加试验的信息量,减少试验次数,这种方法也可以用于建立其他切削预报模型。
(3)通过试验并利用预测模型分析了切削参数影响表面粗糙度的线性效应、二次效应和交互效应的显著性。试验条件下,微细铣削三个切削用量中对表面粗糙度影响较大的是切削速度和每齿进给量,切削深度对表面粗糙度的影响最弱,提高切削速度能有效减小表面粗糙度数值。
摘要：在自主研发的微小型车铣中心上,采用正交可旋转中心复合设计的二次响应曲面法对硬铝合金进行了微细铣削试验,分析了铣削参数(切削速度、每齿进给量、切削深度)对表面粗糙度的影响。基于二阶响应曲面法建立了表面粗糙度预测模型,根据试验结果,采用最小二乘估计得出回归系数,对回归方程进行了显著性检验,并对切削参数影响表面粗糙度的线性效应、二次效应和交互效应的显著性进行了比较。结果表明:在一定工艺参数范围内,切削速度对微细铣削表面粗糙度的影响最大,每齿进给量次之,切削深度影响最小;二次响应曲面法预测模型回归显著,置信度高,可以用于进行加工前的切削参数选择,以达到对表面粗糙度进行预测和控制的目的。
关键词：微细铣削,表面粗糙度,响应曲面法(RSM),预测模型
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曲面表面粗糙度 篇4
1 材料与方法
1.1 材料与设备
纯钛(TA2,宝鸡有色金属加工厂)、牙科专用铸钛机(第四军医大学与洛阳涧西四方机械厂联合研制)、笔式喷砂机(JG-5833,天津精工医疗设备公司)、氧化锆及硅酸乙酯内包埋料(自配)、磷酸盐外包埋料(Dentsply,USA);脉冲多弧等离子体镀膜机(YвΗиⅡA-1-001型,Russia);牙刷摩耗实验机(SYD-2型,天津森日达实验设备有限公司);扫描电子显微镜(Oxford,英国);便携式粗糙度仪(TR240,时代集团);分光光度仪(Data-color SF300,沈阳思维士有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 试件制备
铸造体积为15 mm×15 mm×10 mm纯钛试件20 片。经氧化铝喷砂后表面用200# 、400# 、600# 、900# 、1 000#以及1 200#金相砂纸双面逐级打磨、抛光至镜面。丙酮超声清洗,干燥后备用。含氢DLC薄膜在等离子体镀膜机上进行,该设备配有一个气相清洗离子源和一个高纯石墨靶。基片装入真空室前经过醇醚混合液清洗和超声波清洗,当真空度达5×10-3 Pa时,充入氢气至200 MPa,打开碳离子源沉积类金刚石薄膜10 min。阳极氧化法是将纯钛试件置于0.5 mol/L H2SO4+0.2 mol/L H3PO4 去离子水溶液中阳极氧化,电压为40 V,时间为30 min。TiN薄膜制备采用多弧离子镀膜机在N2(980 ml/L)气中,于纯钛试件表面形成厚为500 nm、均匀致密的氮化钛涂层时间为15 min。
1.2.2 试件分组与处理
将试件随机分为4 组:即含氢DLC膜组,TiN磁控溅射组,阳极氧化组,空白对照组。每组5 个试件。将中华含氟牙膏150 g和蒸馏水350 ml配制成混合液,同法将白玉无氟牙膏也配制成混合液。试件在牙刷磨耗实验机上分别用2 种牙膏混合液刷洗正反两面25 h,牙刷刷头上加载2.45 N的垂直向力[3],刷洗速度为50 次/min共75 000 次,以模拟正常刷牙3 年。每组实验处理前后分别测量每片试件的表面粗糙度、反射率和色彩值(CIE L*a*b*),扫描电镜观察其表面形态。对实验结果进行前后对比和组间比较。
1.2.3 粗糙度的测量
使用TR240表面粗糙度仪,测量每个钛试件处理前后的粗糙度,取样长度为4 mm,评定长度为0.8 mm,分辨率为0.22 μm。每个试件测量2 次,取其平均值作为最终测量结果。
1.2.4 反射率和色彩值(CIE L*a*b*)的测量
实验处理前后分别使用Data-color-SF300分光光度仪在D65光源下测量试件表面的色彩值(CIE L*a*b*),根据公式△E=[(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2计算出实验前后每个试件的色差。同时测量其对波长为400 nm的可见光的反射率。
1.2.5 扫描电镜观察
实验处理前后对含氟组处理试件在扫描电镜下观察其表面形态。
1.3 统计学处理
数据用undefined表示,用SASS 10. 0软件做两两对比的q检验。
2 结 果
2.1 粗糙度测量结果
表 1示各组试件粗糙度Ra增加值均不同:H-DLC最小,空白对照组最大,TiN、阳极氧化、空白对照组与H-DLC区别明显(P<0.01),各组试件在含氟与无氟牙膏处理因素之间比较只有空白对照组有显著性差异(P<0.05)。
2.2 表面反射率(400 nm)测量结果
表 2示各组试件表面反射率下降值均不同:H-DLC最小,空白对照组最大,TiN、阳极氧化、空白对照组与H-DLC区别明显(P<0.01),各组试件在含氟与无氟牙膏处理因素之间比较只有空白对照组有显著性差异(P<0.05)。
2.3 表面色彩的改变情况
表 3示各组试件表面色彩改变均值各不相同:△L*明度改变与△E色差值改变H-DLC最小与其余各组试件区别明显(P<0.01),空白对照组和阳极氧化组变化最大且两者没有显著性差别(P>0.05),TiN
的△L*、△E改变值略大于H-DLC(P<0.05),在含氟与无氟牙膏处理因素之间比较阳极氧化组与空白对照组在处理前后有显著性差异(P<0.05),且处理后2 组的a*、b*值接近(P>0.05)。
2.4 扫描电镜观察结果
图 1D2为空白组刷洗后形貌,对比图 1D1刷洗前,表面有稀疏的点蚀坑,表面刷痕清晰连续,未出现中断现象;图 1C2为阳极氧化组刷洗后,在表面也有稀疏的点蚀坑,表面刷痕清晰;图1B2为TiN刷洗后在表面未见明显刷痕,但有加工处理残留的细小痕迹;图 1A2 为H-DLC刷洗后表面未见明显刷痕,仅见有加工处理残留的细小痕迹。
1:刷洗前; 2:刷洗后; A:H-DLC膜; B:TiN膜; C:阳极氧化膜; D:空白对照
3 讨 论
钛义齿在口腔环境下行使功能时,表面受力负载,再用牙膏刷洗,钛表面的钝化膜受擦伤或摩擦而脱落,腐蚀和磨损相互促进,共同导致钛表面结构改变,粗糙度增大,发生失泽和变色[4]。
H-DLC薄膜是一种有着类似金刚石性能的新型薄膜材料。在医学领域应用中,H-DLC薄膜的潜力越来越大。这主要是因为其硬度高,静态和动态摩擦系数小,化学稳定性好等[5,6,7]。用比较简单的装置和工艺在较低沉积温度下就可镀制较大面积的类金刚石薄膜。另外,薄膜的表面非常光滑,不易黏附细菌[8]。因此,类金刚石薄膜可以作为保护膜镀制在口腔修复体表面。 本实验通过牙刷磨耗试验对比观察几种纯钛表面处理方式的表面形态、粗糙度、光泽和色彩改变,并同无氟牙膏相对比,发现刷洗后各组试件粗糙度增加值、反射率下降值、△L*明度与△E色差值改变均不同:H-DLC改变最小,空白对照组变化最大,TiN、阳极氧化、空白对照组与H-DLC改变值区别明显,表明H-DLC镀膜的耐刷洗能力明显优于其它表面处理方式,这与Frolov 等[9]的研究结果相同,H-DLC镀膜保持了硬质碳膜一贯的耐磨耐腐蚀性,可以镀制在金属表面增加其使用寿命[10],表面形貌观察H-DLC表面未见明显刷痕,同时其色泽与反射率对比刷洗前无明显变化。TiN的△L*、△E改变值略大于H-DLC,证明TiN作为硬质膜与H-DLC镀膜同样具有较强的耐磨性, N元素作为惰性元素加入可以明显提高整体膜层的抗磨损性。阳极氧化实质上为钛的盐类复合物,抵抗刷洗能力不如TiN与H-DLC膜,其△L*、△E值下降明显与空白对照接近,并且刷洗后阳极氧化与空白组的彩度值a*、b*接近,说明阳极氧化试件在刷洗完后表面颜色已褪尽,和不作任何处理的纯钛相差无几,表面经刷洗后原有孔隙加大,提示阳极氧化作为电镀方法应用于承受较多腐蚀和应力的修复体支架值得商榷。空白对照组试件出现的失泽和变色, 主要是由于在含氟牙膏和刷洗的共同作用下钛表面发生了腐蚀和磨损, 表面结构发生了变化, 因而对光的反射、散射、干涉和吸收能力也发生了相应的改变, 最终导致钛表面光泽和色彩的改变[11]。纯钛试件表面形态的扫描电镜图片也证明了这一点。各组试件在含氟与无氟牙膏处理因素之间比较,只有空白对照组有显著性差异,提示纯钛表面形成的TiO2对于氟元素的侵蚀作用缺乏抵抗。
4 结 论
体外刷洗试验可以很好地模拟日常刷牙及牙膏等因素对修复体的磨损,从而间接评价各种表面改性方式在口内长期应用效果。就耐磨性而言,H-DLC镀膜最好,TiN次之,阳极氧化和空白对照最差。耐磨、耐腐蚀的H-DLC膜不仅可以提高修复体的使用寿命,也可以提高修复体的使用质量,在未来的临床应用中具有广阔的发展前景。
摘要：目的:研究纯钛铸件镀制含氢类金刚石膜H-DLC在体外刷洗实验中粗糙度、反射率、色彩的变化,为临床应用含氢类金刚石膜提供理论依据。方法:铸造纯钛试件20片,分别镀制H-DLC、TiN、阳极氧化以及空白对照,在牙刷磨耗机上刷洗75000次,对比刷洗前后的粗糙度增加值、反射率下降值、色彩变化值,并在扫描电镜下观察表面形貌。结果:4组试件中,H-DLC镀膜的粗糙度增加值、反射率下降值、色彩变化值最小(P<0.01),空白对照组的变化最大(P<0.01),阳极氧化组的色彩变化值较大与空白对照组接近(P>0.05),TiN的色彩变化值略小于H-DLC镀膜(P<0.05),各组试件在含氟与无氟牙膏处理因素之间比较,只有空白对照组的各项变化值有显著性差异(P<0.05)。扫描电镜观察空白对照与阳极氧化组试件表面刷痕明显,TiN和H-DLC镀膜表面未见明显刷痕,仅见有加工处理残留的细小痕迹。结论:与其他表面改性方法相比,刷洗实验对H-DLC镀膜的表面形态、光泽度、色彩影响最小。
关键词：纯钛,表面改性,含氢类金刚石膜,磨耗实验,粗糙度,反射率,色差
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曲面表面粗糙度 篇5
在进行工程图纸的绘制时, 表面粗糙度是一个经常需要标注的项目。但在迄今为止的各个版本的AutoCAD中, 这都是一个空白点。当遇到需要标注的情况时, 一般采用的方法是:先画出粗糙度符号, 然后再将绘制好的粗糙度符号定义成块或属性块 (可改变粗糙度值) , 供以后调用。这种方法标注表面粗糙度时需要定义两个属性块, 一个用来标注位于左方、上方及左上方位的需加工表面粗糙度符号;一个专用于标注下方、右方及右下方位的需加工表面粗糙度符号, 增加了绘图的工作量, 降低了工作效率, 因此需要改进。改进的方法就是进行二次开发, 使原来很多步的工作可以通过一个命令来完成。
1 表面粗糙度的标注
1.1 表面粗糙度的构成内容
表面粗糙度的标注方法在国标GB/T131-2006中有详细的规定。包括基本符号、扩展图形符号, 完整图形符号。其中扩展图形符号又包括用不去除材料的表面图形符号和去除材料的方法获得的表面图形符号, 其内容的构成如图1所示, 其中AB为粗糙度高度参数数值。
1.2 AutoLISP程序的编制
以用去除材料的方法获得的表面粗糙度符号为例, 根据AutoLISP程序设计规则, 编制程序如下:
将该程序保存成文本文件。
1.3 标注表面粗糙度
(1) 打开需要标注表面粗糙度的图形文件。
(2) 加载标注表面粗糙度的AutoLISP程序。
点击“工具”菜单“加载”, 打开如图2所示“加载卸载应用程序”对话框, 加载前面保存了AutoLISP程序的文本文件, 此时命令窗口提示:
命令:appload已成功加载粗糙度.txt.lsp。
已成功加载“粗糙度.txt.lsp”。
单击“关闭”按钮完成AutoLISP程序的加载。
(3) 在命令行输入Rough, 回答“插入点, 文字高、旋转角度、表面粗糙度数值”即可在所需要位置标注出所需要的表面粗糙度。
2 结语
上述表面粗糙度的标注只是利用AutoLISP程序的一个实例。AutoLISP是一种内嵌于AutoCAD中的表处理程序设计语言, 具有很强的表处理功能, 可以直接被A u t o C A D所接受。因此, 人们经常利用AutoLISP语言对AutoCAD进行二次开发或进行参数绘图。扩充了AutoCAD命令的使用范围, 使AutoCAD更好地为用户服务。
参考文献
[1]张欣, 袁钰.AutoCAD2002工程开发实例教程[M].北京希望电子出版社, 2002, 7.
[2]郭朝勇.AutoCAD2002定制与开发[M].清华大学出版社, 2002, 6.
土壤表面粗糙度检测方法研究 篇6
土壤表面粗糙度是土壤受风、水侵蚀等的关键因素[1],是表征土壤表面微地貌的一项重要指标,与土壤本身水分入渗速率[2]、地表径流[3]、日光照射反射率[4]、蒸发速度[5]及土壤侵蚀等密切相关[6]。土壤表面粗糙度还影响微波后向散射,是微波遥感数据反演土壤湿度的重要参数[7,8,9,10,11,12]。诸多地表水文、水力及微波遥感反演土壤湿度研究需要在野外条件下,高效、准确地检测不同状态土壤的表面粗糙度[13]。土壤粗糙度对农业种植意义更为深远,精细平整的土地,能大幅地节约灌溉用水,提高肥料的利用率和抑制杂草的生长,达到低成本高收益的目的。作为农业大国和水资源贫乏国家,发展规模化和精细化农业、节水农业都离不开土地平整技术[14,15],关键在于土壤表面粗糙度的检测。
土壤表面粗糙度检测方法可根据检测维度与使用传感器类型进行区分。按检测维度分为二维( 2D) 土壤轮廓检测与三维( 3D) 检测( 通常运用常规光栅检测土壤高程点) 。2D检测设备简便( 如链条) ,检测数据求取快,广泛运用在田间现场检测,尽管其表征土壤表面特征与有效物理意义不大。3D检测考虑土壤物理表面参数估算,更真实地表征土壤表面粗糙度情况。按检测使用传感器类型可分为接触式检测方法和非接触式检测方法。接触型检测方法主要有探针法( Pin Meter)[16,17,18]、剖面版法[19]及链条法( Roller Chain)[20,21]。非接触型检测方法主要有激光扫描法( Laser Scanner )[22,23,24,25]、摄影检测法( Photogrammetry)[26,27,28,29]、超声波[30]、图像阴影法[31]、红外线[32]及卫星雷达[33,34,35]等。接触型检测方法的主要缺点是检测过程会使土壤表面轮廓产生变化,特别是对松散潮湿土壤表面; 同时其检测的分辨率也十分有限,通常垂直方向分辨率为1 ~ 2mm,水平方向分辨率为20 ~25mm。
当前线性激光扫描法已经广泛运用在非接触式表面粗糙度检测中,其检测分辨率可达到土壤侵蚀过程特征长度甚至更小( 垂直方向0. 1 ~ 0. 5mm,水平方向0. 1 ~ 2mm)[36]。立体摄影检测法能快速获取检测数据,但对硬件、软件要求高,需要漫长计算机数据处理过程,只在合适分辨率范围( 垂直方向> 2mm,水平方向> 2mm) 使用。卫星雷达检测方法目前尚处于试验阶段,但能解决土壤粗糙度的大面积检测问题。
本研究中,从检测数据获取、时间、检测分辨率、精度和土壤微地形的表征情况对红外结构光、探针、链条、激光扫描和立体摄像5 种不同的土壤表面粗糙度检测方法进行研究讨论,阐述各种检测原理及其应用情况,并总结对比。最后,详细分析各种检测方法研究现状与存在的问题,指出未来的发展趋势,为该领域未来研究发展提供参考依据。
1 土壤表面粗糙度检测方法介绍
1. 1 红外结构光检测法
检测过程中,红外结构光三维扫描仪投射红外结构光到被测物表面,被测表面各点三维位置差异使得表面各点结构光受到不同调制; 扫描仪传感器采集被调制后得到结构光图像; 结构光图像经过解码和三角检测计算处理,得到距离图像。该图像各像元点的数值为观测表面各点到传感器所在平面的距离数值。由土壤表面距离图像与某一水平面距离差即可得到土壤表面高程数据。具体检测系统如图1 所示[13]。
1.红外结构光扫描仪2.水平仪3.指南针4.支架5.计算机6.电源7.水平面板
该检测系统红外结构光三维扫描仪固定在支架的横臂上,通过电源线与电源连接,通过数据线与便携计算机连接; 水平仪和指南针罗盘固定于红外结构光三维扫描仪背面,用于调整结构光投射和采集部件的角度和方向,使其垂直面向土壤表面; 水平面板,用于纠正土壤表面检测。经试验,该测试系统在3mm距离分辨率的检测中有较高的检测精度; 但系统绝对误差较明显,其检测结果低于1mm分辨率的土壤粗糙度值。
1. 2 探针法检测
探针法是最早运用在土壤表面粗糙度检测中的方法之一,具有检测设备简单便携,检测数据直接,方便后期处理等特点。
如图2 所示[37],探针法检测设备是一个包含系杆结构的大铝框。等长且直径为1mm的钢锭定位在间隔为5mm的系杆上,系杆总是与检测土壤表面保持平行。检测时,打开铝框,让钢锭垂直接触土壤表面; 通过追踪钢锭顶端便可得到间隔为5mm的土壤表面粗糙度二维连续跟踪线。其检测数据能立刻读取输入计算机进行处理,运用高程标准差来评价土壤表面粗糙度情况,无需专业知识,简单易行。
探针法具有检测效率及精度低,会破坏试验土壤表面等不足( 接触式检测方法的共同不足) 。长期试验表明: 运用探针法对土壤表面粗糙度进行检测需费时约90min,测试精度可达到2mm; 但同时具有5mm的不确定度[36]。
1. 3 链条法检测
基于链条法对土壤表面粗糙度的检测也应用得较早,并常和探针法结合一起检测,属于接触型土壤表面粗糙度检测方法。运用两点间线段最短的几何原理,具体检测原理图如图3 所示[1]。
假设链条本身长度为L1,检测时轻轻放置在土壤表面( 尽量不破坏土壤表面情况) ; 用压板垂直对准链条两端,压板一端固定,另一端可以滑动; 再用直尺测出两压板间的水平距离L2; 最后,根据公式( 1) 便能求出土壤表面粗糙度[1]。
由链条法的检测原理可知: 其检测设备简单经济,数据读取方便快捷,数据处理简单,适用于实际田间检测; 但存在与探针法相同的接触式检测方法的不足,虽然检测时间不到探针法的1 /3,但其检测精度与不确定度远远大于探针法,故应用不如探针法广泛。
1. 4 激光测距仪检测法
基于激光测距仪的土壤表面粗糙度检测方法是当前公认检测精度及分辨率最高,运用最广泛的检测方法。图4 为激光测距仪室内模拟实验检测原理图[37]。
在平行土壤表面上方搭建一个矩形钢架,激光测距仪安装在钢架横杠上,检测时垂直对着土壤表面扫描; 横杠可结合激光测距仪的扫描频率在电机驱动下在钢架上前后滑行; 计算机通过总线连接激光测距仪与电机从而控制整个检测系统的运行; 激光测距仪扫描得到的土壤表面数据一帧一帧地保存在计算机里,扫描结束后通过坐标转换可以得到大地坐标下土壤表面的点云数据。由于检测过程中不可避免伴随躁点与干扰,故得到的点云数据还必须进行滤波处理;再运用插值算法重构出土壤表面三维图,最后结合相关算法对土壤表面粗糙度进行评价[38]。实际田间试验时,激光测距仪安装在拖拉机上,可以选择不垂直对着土壤表面进行扫描。
激光测距仪检测方法存在设备相对昂贵、试验时一般需要两人配合操作、后期数据处理复杂,以及需要专业知识等不足; 且激光检测水田平整度时不可避免会出现镜面反射而造成检测数据丢失的情况[39],但这并不影响其广泛应用。
1. 5 立体摄影检测法
基于立体摄影法检测土壤表面粗糙度的最大特点是能够快速得到检测数据; 但该方法检测设备昂贵( 需要专业的硬件与软件) ,后期数据复杂漫长,需要建立数值高程模型( DEM) ,非专业人员无法完成,故目前应用较少。
如图5 所示[37]: 摄影检测法将2 个相机垂直固定在土壤上方,相机的位置与参数固定( 光圈、曝光时间等) ,进行室内试验需在两旁加辅助光源以满足土壤阴影部分拍摄。相机与土壤表面的垂直距离要与相机焦距成一定的比例关系,其系数一般在1 /20 ~ 1 /5之间。为避免按快门产生抖动,一般还采用红外遥控进行拍摄,每张拍摄图片都包含了一定矩形范围的土壤表面检测数据,黑白底片数字化由固定分辨率的摄影检测扫描仪完成。
图片取向确定需在摄影检测工作站借助专业摄影检测软件完成( 鹰图公司是当前行业领先者) 。由设定相机参数可知: 检测图片内部定向尺寸,再结合摄影距离与相机焦距间的比例关系可求得实际外部定向尺寸; 基于几何学原理结合专业软件及相关算法便可实现检测点匹配与数值高程模型搭建,最终实现检测土壤表面的三维重构与粗糙度评价。
摄影检测法检测精度与分辨率和相机内部参数( 如像素大小) 、外部参数及后期数据处理相关,垂直方向一般能达到0. 5mm精度范围。
1. 6 5 种不同检测方法比较
以操作方便性、检测时间长短、检测维度、经济性、检测精度和影响检测因素综合对比上文研究的5种不同土壤表面粗糙度检测方法如表1 所示。
由表1 可知: 接触式检测方法操作简单经济,但检测精度不高; 非接触式检测方法所需设备较昂贵,需要专业知识,精度高。
2 结论
研究结果表明: 各种检测方法在对土壤表面粗糙度进行检测时都存在各自明显局限。探针法、链条法所需的设备简单; 但是存在检测效率、精度较低、检测过程中接触土壤表面不利于重复检测等问题。激光测距仪法的分辨率和测试精度最高,垂直方向可达到0. 1 ~ 0. 5mm,水平方向可达到0. 1 ~ 2mm,能够更好表征土壤表面详细情况及土壤微粒间空隙,数据对称性高; 但获取的数据还存在明显的阴影效应[40],严重影响数据质量。立体摄像法所需的设备复杂,检测精度高。检测过程中没有接触到土壤表面,便于对土壤进行重复检测; 但是设备现场安装复杂,检测之前需要进行相关的严格的标定措施,限制了其推广使用。图像阴影法所需检测设备为数码相机,便于携带,研究表明其精度优于探针法[31]; 但基于阴影获得的粗糙度受环境光照影响明显,具有很大的不确定性。此外,还有实验室条件下使用高光谱仪研究多角度高光谱反射率小尺度的土壤表面粗糙度[41],并认为该方法检测土壤粗糙度是可行的[42]。基于卫星遥感技术被认为是未来解决大范围土壤粗糙度检测最有效方法,但目前仍处于试验阶段,仍需加大研究力度。
总的来说,接触型检测方法的特点是设备简单经济,操作容易,适用于现场检测; 但检测精度低,容易受土壤以及设备本身变形影响。非接触型检测方法检测精度高,能更好反应土壤表面特征。综合检测精度、时间、检测结果等评价指标,当前基于激光测距仪的土壤粗糙度检测方法最好,探针法次之[43,44]。
如何高效、准确地检测不同状态土壤的表面粗糙度是当前农业发展急需解决的问题之一。接触型2D检测方法由来已久,曾广泛运用在土壤表面粗糙度的检测中,但由于检测精度低及破坏土壤微地形等原因目前已很少运用。当前检测土壤表面粗糙度主流是非接触式3D检测方法,如激光测距仪法和立体摄影检测法; 但其存在受光照影响严重、数据处理复杂、设备昂贵、校准困难和难以大范围快速检测等问题。未来发展方向仍会以非接触式3D检测方法为主,向多传感器融合( 如激光测距仪检测与全站仪校准结合) ,新技术( 卫星遥感) 、新算法综合运用方向发展。
摘要：土壤表面粗糙度是表征土壤表面微地貌的一项重要指标,与土壤本身水分入渗速率、地表径流及土壤侵蚀等密切相关。土壤表面粗糙度直接影响农作物种植、灌溉、收成等,是当前农业发展急需解决的关键问题之一。精细平整的土地,能大幅地节约灌溉用水,提高肥料的利用率和抑制杂草的生长,达到低成本、高收益的目的。为此,在广泛阅读国内外相关文献的基础,主要介绍5种当前主流的土壤表面粗糙度检测方法及其应用情况。通过对检测数据获取、检测时间、检测分辨率、检测精度和土壤微地形的表征情况等指标进行对比,得出当前各种土壤表面粗糙度检测方法的研究现状与存在问题。最后总结其未来发展方向,为对该领域的进一步研究提供参考依据。
车削加工减小表面粗糙度的方法 篇7
无论是机械加工后的零件表面, 还是用其他方法获得的零件表面, 总会存在着有较小间距的峰、谷组成的微量高低不平的痕迹。粗加工表面, 用眼睛直接就可以看出加工痕迹;精加工表面, 看上去光滑平整, 但用放大镜, 仍可以看到错综交叉的加工痕迹。表面粗糙度是表述零件表面峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特征的术语。表面粗糙度是指已加工表面微观不平程度的平均值, 是一种微观即可形状误差。表面粗糙度等级用轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度Rz或轮廓最大高度数值Ry的大小表示。按国家标准规定, 优先采用轮廓算术平均偏差的大小Ra来表示。
我们在生产中要找到影响表面粗糙度的主要因素, 并提出解决的方案。经切削加工形成的以加工表面粗糙度, 一般可看成理论粗糙度和实际粗糙度叠加而成。要减小表面粗糙度可以从以下几个方面入手:
1 理论粗糙度
这是刀具几何形状和切削运动引起的表面不平度。生产中, 如果条件比较理想, 加工后表面实际粗糙度接近于理想粗糙度。在工件上表现出来的就是已加工表面上像螺纹一样的残留面积 (刀具主副刀刃在已加工表面留下的一些痕迹未被切除的面积成为残留面积) 。通常是按照残留面积的高度来度量其粗糙程度的。影响残留面积高度的有下面几个因素:
1.1 减小主偏角Kr和副偏角Kr′的数值
减小主偏角, 加工表面粗糙度值会减小;减小副偏角Kr′, 会增大切削刃与已加工表面的接触长度, 能减小表面粗糙度的数值, 但过小的副偏角会引起振动。
1.2 增大刀尖圆弧半径r
刀尖圆弧半径r增大时, 使刀尖处的平均主偏角减少, 可以减小便面粗糙度值, 但会增大背向力和容易产生振动, 所以刀尖圆弧半径不能过大, 通常高速钢车刀r=0.5~5mm, 硬质合金车刀r=0.5~2mm。具体表现为如下图, 用尖刀加工时, 残留的最大高度为:Ry=f/ (cotKr+cot Kr′) 相应的轮廓算术平均偏差为Ra=Ry/4。用圆头加工时, 残留层的最大高度为Ry=f2/8r, 相应的轮廓算术平均偏差为Ra=Ry/4。那么在相同的条件下Kr=75°, Kr′=10°, f=0.2mm/r, 用尖头车刀和用圆头车刀车削外圆, 分别求出残留层的高度。解得尖头车刀Ra=0.0337mm, 而圆头车刀Ra=0.005mm。显而易见增大刀尖圆弧半径能减小表面粗糙度值。
a) 尖头刀b) 圆头刀
图残留层
1.3 减少进给量
进给量f是影响表面粗糙度最显著的一个因素, 进给量越少, 残留面积高度越小。并且, 此时鳞次、积屑瘤和振动不易产生, 表面质量越高。
2 实际粗糙度
实际粗糙度是指切削过程中出现的非正常原因造成的表面不平度。包括积屑瘤、亮斑、拉毛、加工振动等。减小实际粗糙度值, 可从采取以下措施:
2.1 避免工件产生积屑瘤
有些教材上又叫毛刺。用中等切削速度切削钢料或其他塑性金属时, 切屑与车刀前面之间产生很大的摩擦力, 尤其当车刀前面不太平滑时, 摩擦力更大, 同时产生很高的温度。在高温高压和很大的摩擦力作用下, 切削底层和上层产生滑移, 底层流动速度减慢。这层流速较慢的金属层, 成为滞留层。当摩擦力大于切削底层内部的滑移断裂抗力时, 滞留层的金属跟切屑分离而形成一个楔块粘在车刀前面上, 这块金属因为受加工硬化的影响, 硬度很高, 成为积屑瘤。影响积屑瘤产生的因素很多, 但切削速度影响最大。切削速度较低 (2~5m/min以下) 时, 切削流动较慢, 摩擦力未超过切削分子的结合力, 不会产生积屑瘤;切屑速度很高 (70m/min以上) 时, 温度很高, 切屑底层金属变软, 摩擦系数明显降低, 也不会产生积屑瘤;中等切削速度 (15~20m/min) 时, 切削温度约为300℃左右, 这时摩擦系数最大, 容易产生积屑瘤。因此在加工工件时避开最容易产生积屑瘤的中速区域。要减小表面粗糙度就应该避开中等切削速度。
2.2 避免磨损亮斑
磨钝的切削刃会将工件表面压出亮斑或亮点, 使表面粗糙度值增大, 这时应及时更换或重磨刀具。
2.3 防止切屑拉毛已加工表面
被切屑拉毛的工件表面一般是不规则的很浅的痕迹。这时应选用正值刃倾角车刀, 使切屑流向待加工表面, 并采用卷屑或断屑措施。
2.4 防振动
工件在车削加工时, 由于机床性能、工件材料及刀具等因素的影响, 易产生切削振动。切削过程中的振动会使加工表面出现周期性的横向和纵向振纹, 使工件的局部尺寸和工件的表面粗糙度发生变化, 并缩短刀具的使用寿命, 影响工件的加工质量。减小工件切削振动的方法主要有以下几种:
2.4.1对机床的调整机床各部应调整合适, 紧定牢固。主轴的松紧应经常检查, 并调整间隙, 因它往往是振动产生的主要原因, 并调整大、中、小滑板塞铁, 使间隙小于0.04mm, 且使移动乎稳轻便。
2.4.2对车刀的要求在保证强度的前提下, 车刀前角应尽可能取大一些, 加工细长轴时, 应采用大的主偏角。
2.4.3对切削深度的要求精车时, 应根据机床刚度决定刀刃和工件的接触长度, 并尽可能地采用弹簧光刀。粗车时切削深度愈小愈好 (一般为0.1~0.2mm) 。车削直径较小的工件, 应采用快转速, 慢走刀的方法。
2.4.4从理论上讲, 工件夹持装置应该使所夹工件尽可能靠近主轴前轴承, 刀具则应尽可能靠近刀塔本体, 而不出现悬臂状态。为此避免使用主轴内能够直接装夹弹簧夹头的车床, 因为夹头座使工件远离主轴前轴承, 夹持力小, 会增加振动。对较长的工件工件伸出卡盘长度不宜过长。当工件伸出卡盘长度超过直径的6倍时, 应用尾座顶尖支承, 同时尽量避免材料从主轴后端露出, 如果从主轴后端伸出的材料过长, 则须采用可靠的架持措施。修光刃过大, 容易引起振动, 一般= (1.2~1.5f) 。
2.4.5 选用较小的背吃刀量和进给量, 改变切削速度等。
2.4.6 隔离振源。隔离振动量大的设备 (如冲床、锻床等) 。
2.5 合理选用切削液
一般来说, 材料韧性越好, 塑性变形倾向越大, 表面粗糙度就越大。被加工材料对表面粗糙度的影响与其金相组织状态有关。切削液的冷却与润滑作用, 能减小切削过程的界面摩擦, 降低切削区温度, 减小塑性变形并抑制积屑瘤与麟次的生长, 对减小表面粗糙度有益。
3 结束语
减小表面粗糙度的方法很多, 但对于不同的工件, 使用的方法也是不一样的, 要做到具体问题具体分析, 使车床在车削工作中能安全、可靠、高效地工作。
摘要：机械零件加工的表面质量是指零件加工后的表面粗糙程度, 它是判定零件质量优劣的重要依据。
关键词：切削加工,表面粗糙度,重要依据
参考文献
[1]极限配合与技术测量基础[M].3版.中国劳动社会保障出版社, 2007.
[2]车工工艺学[M].4版.中国劳动保障出版社, 2007.
[3]金属切削原理与刀具[M].4版.中国劳动保障出版社, 2010.
关于表面粗糙度提高途径的探讨 篇8
一、减小切削加工表面粗糙度的措施
(1) 刀具方面:在工艺系统刚度足够时, 采用较大的刀尖圆弧半径re, 较小副偏角k'r, 使用长度比进给量稍大一些的k'r=0的修光刃;采用较大的前角r。加工塑性的材料, 提高刀具的刃磨质量, 减小刀具前、后刀面的粗糙度数值, 使其不大于Ra1.25μm;选用与工件亲和力小的刀具材料;对刀具进行氧、氮化处理;限制副刀刃上的磨损量;选用细颗粒的硬质合金做刀具等。
(2) 工件方面:应有适宜的金相组织 (低碳钢、低合金钢中应有铁素体加低碳马氏体、索氏体或片状珠光体, 高碳钢、高合金钢中应有粒状珠光体) ;加工中碳钢及中碳合金钢时若采用较高切削速度, 应为粒状珠光体;若采用较低切削速度, 应为片状珠光体组织。合金元素中碳化物的分布要细匀;易切钢中应含有硫铅等元素;对工件进行调质处理, 提高硬度, 降低塑性;减小铸铁中石墨的颗粒尺寸等。
(3) 切削条件方面:以较高的切削速度切削塑性材料;减小进给量;采用高效切削液;提高机床的运动精度, 增强工艺系统刚度;采用超声波振动切削加工等。
二、减小磨削加工表面粗糙度参数值的措施
(1) 砂轮特性方面:采用细粒度砂轮;提高磨粒切削刃的等高性;根据工件材料、磨料等选择适宜的砂轮硬度;选择与工件材料亲和力小的磨料;采用适宜的弹性结合剂的砂轮, 采用直径较大的砂轮;增大砂轮的宽度等。
(2) 砂轮修整方面:金刚石的耐磨性、刃口形状、安装角度应满足一定要求;选择适当的修整用量。
(3) 磨削条件方面:提高砂轮速度或降低工作速度, 使V砂/V工的比值增大;采用较小的纵向进给量、磨削深度, 最后进行无进给光磨。正确选用切削液的种类、浓度比、压力、流量和清洁度等;提高砂轮的平衡精度;提高主轴的回转精度、工作台运动的平衡性及整个工艺系统的刚度。
三、超精研、研磨、珩磨和抛光加工
这些加工方法的特点是没有与磨削深度相对应的用量参数, 一般只规定加工的压强。加工时所用的工具由加工面本身导向, 而相对于工件的定位基准没有确定的位置, 所使用的机床也不需要具有非常精确的成形运动。所以这些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度, 而加工精度则主要由前面工序保证。采用这些方法加工时, 其加工余量都不可能太大, 一般只是前道工序公差的几分之一。因此, 这些加工方法均被称为零件表面的光整加工技术。
1. 超精研
(1) 概述:是降低零件表面粗糙度的一种有效的工艺方法。它是采用细粒度的磨条在一定的压力和切削速度下做往复运动, 对工件表面进行光整加工的方法。加工中有三种运动:工件低速回转运动、磨条轴向进给运动和磨条高速往复振摆运动。这三种运动使磨粒在工件表面上形成不重复的复杂轨迹。
(2) 切削过程与磨削不同, 一般可分为如下四个阶段:
(1) 强烈切削阶段:超精研加工时虽然磨条的磨粒细、压力小, 和工件与磨条之间易形成润滑油膜, 但在开始研磨时, 由于工件表面粗糙度, 少数凸峰上的压强很大, 破坏了油膜, 故切削作用强烈。
(2) 正常切削阶段:当少数凸峰被研磨平之后, 接触面积增加, 单位面积上的压力下降, 致使切削作用减弱而进入正常切削阶段。
(3) 微弱切削阶段:随着接触面积逐渐增大, 单位面积上的压力更低, 切削作用微弱, 且细小的切屑形成氧化物而嵌入磨条的空隙中, 从而使磨条产生光滑表面, 对工件表面进行抛光。
(4) 自动停止切削阶段:工件表面被研平, 单位面积上的压力极低, 磨条与工件之间又形成油膜, 不再接触, 故切削自动停止。
2. 研磨
(1) 概述:是一种常用的光整加工和精密加工方法。在采用精密的定型研磨工具的情况下, 可以达到很高的尺寸精度和形状精度, 表面粗糙度可达Rz0.04~Rz0.4, 多用于精密偶件、精密量规和精密量块等的最终加工。它是通过介于工件与硬质研具间磨料或研磨液的流动, 在工件和研磨剂之间产生机械摩擦或机械化学作用来去除微小加工余量的。
(2) 研磨加工的特点:
(1) 所有研具均采用比工件软的材料制成, 这些材料为铸铁、铜、青铜、巴氏合金、塑料及硬木等, 有时也可用钢做研具。
(2) 研具加工不仅具有磨粒切削金属的机械加工作用, 同时还有化学作用。磨料混合液或研磨膏使工件表面形成氧化层, 使之易于被磨料所切除, 因而大大加速了研磨过程的进行。
(3) 研磨时研具和工件的相对运动是复杂的, 因此每一磨粒不会在工件表面上重复自己的运动轨迹, 这样就有可能均匀地切除工件表面的凸峰。
(4) 研磨可以获得很高的尺寸精度和低表面粗糙度, 也可以提高工件表面的宏观形状精度, 但不能提高工件表面间的位置精度。
3. 珩磨
珩磨加工也是常用的光整加工中的一种工艺方法, 它不仅可以降低加工表面的粗糙度, 而且在一定的条件下还可以提高工件的尺寸及形状精度。珩磨加工基本上与超精研加工相同, 开始时珩磨头或珩磨轮与工件接触面积小, 单位面积压力大, 故切削作用强烈。随着工件加工表面粗糙度的凸峰被逐渐磨平, 压强下降, 磨粒的切削作用也就逐渐趋于停止。珩磨主要用于内孔表面, 但也可以对外圆或齿形表面进行加工。珩磨加工后的表面粗糙度一般为Rz0.4~Rz3.2, 在一定条件下还可达到Rz0.1以下。
4. 抛光
通常所说的抛光与研磨并没有本质上的区别, 只是其工具由软质材料制成。当被加工表面只要求低的粗糙度, 而对形状精度没有严格要求时, 就不能用硬的研具而只能用软的研具进行抛光加工。抛光常用于去掉前工序所留下来的痕迹, 或者用于“打光”已精加工过的表面。为了得到光亮美观的表面或为镀铬等作准备, 也常采用抛光加工。
摘要：本文详细地介绍了在日常的机械工业生产中, 如何提高表面粗糙度的一些方法。
关键词：表面粗糙度,提高措施,工件
参考文献
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[2]刘巽尔.几何量公差[M].北京:北京理工大学出版社, 1992.[2]刘巽尔.几何量公差[M].北京:北京理工大学出版社, 1992.
[3]王启平.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1995.[3]王启平.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1995.