影响木材铣削加工工件表面粗糙度的主要因素
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工件经铣削后的表面,不可避免地仍具有一定的粗糙度。粗糙度包括下列各种不平度:由于刀刃和刃磨表面的不平整在加工表面上留下的刀痕;由于运动轨迹所产生的运动不平度(波纹);由于加工表面木纤维被撕裂、崩掉、劈裂、搓起等所引起的破坏性不平度;由于刀具—工件-机床系统的振动所引起的振动性不平度;由于木材年轮等各处质地不同所引起的弹性恢复不平度;由于木材本身的多孔性构造等所引的构造性不平度等。
1 铣刀转速n、直径D、刀齿数Z和进给速度U对运动不平度的影响
圆柱铣削时,由于切削轨迹为摆线,所以,即使所有刀刃都在同一切削圆柱上,也会在加工表面留下有规律的波纹。
2 刀刃的位置精度和运动精度对表面不平度的影响
无论是整体铣刀还是装配式铣刀,刀尖都不可能绝对精确地位于同一切削圆上。即使刀尖都能位于同一圆周上,因为刀轴的制造精度及安装精度所限,铣刀在回转时总会有径向跳动。由于刀齿的径向跳动。而使每一刀齿在工作时切下的切屑厚度不等。切屑厚度的变化量越大,加工表面的破坏性不平度也越大。
3 每齿进给量Uz和刃螺旋角ω对破坏性不平度的影响
在纵向逆铣时(ψ0<90°),Uz的大小直接影响到表面破坏性不平度,在横向铣削时,刀刃的螺旋角ω(螺旋齿铣刀为螺旋角)与由于木材纤维的撕裂所引起的破坏性不平度有明显的关系。
不仅对横向铣削,对纵向铣削,由于刀刃的螺旋也能降低由于冲击振动所引起的振动性不平度。
4 前角γ对表面不平度的影响
前角对表面不平度的影响,是通过前刀面上作用力的大小和方向而表现出来的。
5 切削速度V对表面不平度的影响
现有的试验研究表明时,木材铣削时,切削速度对表面不平度没有明显的影响。
6 刀具的变钝程度对表面不平度的影响
在任何情况下,变钝了的刀具都会对加工质量带来不利的影响,当刀具变钝时,刃口钝半径ρ变大,刃口在加工表面引起的变形区面积和压力都要增加,这不但会引起弹性恢复不平度的增加,而且由于摩擦力大大增加,还会搓起加工表面的木纤维,但又不切断它,故导致表面起毛或毛刺等方面破坏性不平度的增加。
7 顺铣和逆铣对表面不平度的影响
在其它条件相同时,顺铣比逆铣的波纹高度要高。从切削方向与木材纤维的遇角来看,当纵向铣削时,逆铣ψ<90°,顺铣ψ>90°,因此,顺铣能有效地减小由于木材纤维的劈裂等所引起的破坏性不平度。但是由于顺铣时,切削的厚度变化是由厚到薄,切削时冲击大,刀具易于磨损,而且冲击会引起工件的振动,因而在工件压紧力不够大时,会造成刀具不能完全切去应该切去的一层木材,使切削质量下降。因此,只有在纤维的劈裂、崩掉等破坏性不平度成为主要矛盾时,才用顺铣加工方式,而且最好是要有足够的压紧力的机械进给的铣床。