易错点二十 铣削用量对表面粗糙度的影响（残留面积、进给量为主因）四川省（对口招生）《数控加工技术-铣削加工》.docx

四川省（对口招生）《数控加工技术-铣削加工》 易错题精讲 易错点二十 铣削用量对表面粗糙度的影响（残留面积、进给量为主因） 例1 端铣一平面，图样要求 Ra1.6。学生为“改善表面粗糙度“，把背吃刀量 ap 从1mm加大到3mm，转速与进给不变，结果 Ra 几乎没变化，反而出现振纹。学生又以为是“转速不够“，把转速提得很高，刀具很快磨损。 （1）影响铣削表面粗糙度的最主要用量是哪个？加大 ap 为何几乎无效？ （2）要真正降低 Ra，应如何调整用量？ 【错解】表面粗糙度主要由背吃刀量 ap 决定，ap 越大越光；转速越高越好。 【错因】混淆各用量对表面粗糙度的影响权重：残留面积高度主要由进给量 f 与刀尖圆弧/刃口半径决定，ap 基本不影响粗糙度；且盲目提高转速会加速刀具磨损、反而恶化表面（积屑瘤、烧蚀）。 【正解】（1）对粗糙度起决定作用的是进给量 f（每齿进给 fz 或每转进给 f）——残留面积高度 h≈f²/(8rε)（端铣近似，rε为刀尖圆弧半径），f 越小残留面积越小、越光；ap 影响的是切削力与材料去除率，对残留面积几乎无直接影响，故加大 ap 对 Ra 无效。（2）降 Ra 的正确手段：减小进给量 f、提高切削速度 vc（抑制积屑瘤）、采用带修光刃的刀片/精铣刀、保证刀具锋利与合理 ap。但 vc 并非越高越好：过高使刀具快速磨损、积屑瘤脱落反而拉毛表面，应取刀具经济磨损寿命内的合理高速段。 【避错攻略】 表面粗糙度主因是进给量 f（残留面积 h∝f²），其次是刀尖圆弧半径 rε、切削速度 vc（影响积屑瘤）。 ap（背吃刀量）基本不改善 Ra，加大 ap 只会增力、易振，不能降粗糙度。 降 Ra 三招：减小 f、提高 vc 至合理区间（避积屑瘤）、用修光刃/锋利刀具；必要时增加半精/精加工工步。 vc 存在“经济区间“：过低易生积屑瘤（Ra恶化），过高刀具磨损快也恶化；按刀具材料选合理高速段。 【解析】本题错把 ap 当粗糙度主因。残留面积公式 h≈f²/(8rε) 表明 f 才是关键；vc 需取合理高速而非盲目求高。 1.（25单招，单选题）在铣削用量中，对已加工表面粗糙度影响最显著的是（ ） A. 背吃刀量 ap B. 进给量 f（每齿进给） C. 主轴转速 n 的平方 D. 刀具长度补偿值 【答案】B 【解析】残留面积高度 h≈f²/(8rε)，进给量 f 直接决定残留高度，是 Ra 主因；ap 基本不影响粗糙度，故选B。 2.（计算）用端铣刀（刀尖圆弧半径 rε=1.0mm）精铣，进给量 f=0.2mm/r 时残留面积高度约为多少？若要把残留高度减半，f 应降为原来的几分之几？（近似公式 h≈f²/(8rε)） 【答案】h≈0.2²/(8×1.0)=0.04/8=0.005mm。h 与 f² 成正比，要 h 减半则 f 应降为原来的 1/√2≈0.707 倍，即 f≈0.141mm/r。 【解析】残留高度与进给量平方成正比，降 Ra 要靠降 f 而非降 ap；减半 h 只需 f 乘 0.707。 3.（24单招，单选题）为获得较低的表面粗糙度，下列措施中合理的是（ ） A. 增大背吃刀量 ap B. 减小进给量 f 并提高切削速度至合理范围 C. 大幅降低转速使刀具慢转 D. 加大每齿进给以保证效率 【答案】B 【解析】减小 f 直接减小残留面积；合理提高 vc 抑制积屑瘤，二者协同降 Ra。A、D增大残留，C过低易生积屑瘤，均不利于粗糙度。 易错题通关 1.（工艺改错）学生为达到 Ra0.8，把 ap 从0.5加到2.0、f 保持0.25、vc 不变，结果 Ra 仍不达标且发振。请指出错误并给出正确调整顺序。 【答案】错误：①用加大 ap 改善粗糙度无效（ap 不影响残留面积）；②ap 过大引起振颤。正确顺序：先减小进给量 f（如0.25→0.1），必要时提高 vc 到合理高速段并换锋利/修光刃刀具，ap 维持较小精加工值（如0.3~0.5）即可；若仍不达标，增加半精加工工步。 【解析】降 Ra 的顺序应是“降 f→优 vc→用修光刃“，而非堆 ap。ap 过大只会带来振颤。 2.（辨析）有人说“转速越高，表面越光“，对吗？说明切削速度 vc 对粗糙度影响的“双面性“。 【答案】不对。vc 对 Ra 有双面性：在较低 vc 区，积屑瘤易形成并脱落，表面被拉毛，Ra 较大；提高到合理高速段，积屑瘤被抑制，Ra 改善；但 vc 过高使刀具急剧磨损甚至烧蚀，表面再次恶化。故存在经济高速区间，并非越高越光。 【解析】vc 与 Ra 呈“U形“关系，合理高速才最佳，盲目提转速适得其反。 3.（25单招，单选题）球头铣刀精加工曲面时，影响表面残留高度的最主要参数是（ ） A. 背吃刀量 ap B. 相邻刀轨行距（步距）与球刀半径 C. 刀具长度补偿 H D. 主轴最高转速上限 【答案】B 【解析】曲面残留高度由相邻刀轨行距(步距)与球刀半径决定（h≈L²/(8R)），行距越小残留越低；ap、H、最高转速非主因，故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $