影响化工机械设备表面粗糙度的因素分析

摘　要：在化工机械设备的应用中，化工设备表面粗糙会给其应用带来一定的影响，不利于机械的应用，本文通过对影响化工设备表面粗糙度的各种因素进行分析，并制定出了相应的改善措施，希望能够有效的改善这些因素对化工机械表面粗糙度的影响，以促进机械应用的顺利进行。

关键词：化工机械　粗糙度　影响因素

影响化工机械表面粗糙度的因素较为广泛，如工件材料、刀具的几何形状、积屑瘤等，如果对于这些影响因素处理不善，则会造成化工机械表面的粗糙，进而会影响到化工机械的使用性能，因此，生产商对于影响化工机械表面粗糙度的因素一定要采取相应的改善措施，尽可能的降低机械表面的粗糙度，以保证化工机械设备应用的质量和效率。

一、积屑瘤的影响

在化工机械的某一个切削速度的范围之内，对钢料、有色金属等塑性材料进行加工时，切削刃附近的前刀面上会出现一块硬度较高的金属，这块金属就是积屑瘤，它包围着切削刃，而且覆盖着刀具部分的前刀面。当前刀面上出现积屑瘤后，由于其形状不规则，而且呈现出动态变化，一旦切削速度发生变化，就可能会消失或者是变小、变大，它的存在还会导致前角的变化，从而造成切削厚度也难以保持规范，致使已加工过的机械表面出现毛刺，如果出现积屑瘤脱落后的碎片粘在已加工表面上的现象，就会在很大程度上增加机械表面的粗糙度数值，不利于降低化工机械表面的粗糙度。因此，在进行切削时应当保证合理的选择切削速度，尽量的防止积屑瘤的出现，避免其脱落的碎片粘在已加工的表面上，造成机械表面的粗糙不平，以保证化工机械表面粗糙度的降低。

二、刀具几何形状的影响

刀具的几何形状对于化工机械表面的粗糙度有较大的影响，刀具的前角和后角的改变都会影响到机械表面的粗糙度。当将刀具的前角增大时，可以使刀具的切削力和塑性的变形减小，这样也不容易产生积屑瘤，但是如果对加大前角的力度把握不准，就有可能减弱刀尖的强度，不利于刀具性能的发挥。增大刀具的后角则可以减少已经加工表面与刀具的后刀面之间的摩擦，这样就可以有效的降低机械表面的粗糙度，达到理想的效果。此外，增大刀刃的倾角可以使刀具的实际前角增大，这样可以使切削刃变得锋利，从而有效的降低机械表面的粗糙度，而减小刀具的主偏角和副偏角则可以减少刀具切削残留的面积，从而达到使机械表面粗糙度数值减小的目的。刀具的几何形状的稍微改变，就会对机械表面的粗糙度产生一定的影响，因此，对于刀具的几何形状，相关单位应当对其进行准确的定量，合理的选择刀具的几何形状参数，保证其各个棱角的合理性，从而达到降低表面粗糙度数值的目的。

三、工件材料的影响

在一般情况下，韧性越大的塑性材料在经过加工后，其表面会越粗糙，而同种材料的晶粒越细小，则经过切削加工后的机械表面的粗糙度数值也就越小。因此，对于塑性材料的加工方法要进行改进和完善，以保证塑性材料在经过加工后，机械表面的粗糙度可以控制在一定的范围之内。在减小加工后机械表面粗糙度的过程中，经常采用热处理工艺，改善工件材料的性能，如低碳钢类的工件材料，在进行切削加工之前可以进行正火处理，从中得到均匀细密的晶粒和较高的硬度，然后再进行切削加工，以达到降低机械表面粗糙度的目的。

四、切削用量和冷却液的影响

1.切削用量的影响

切削速度主要是根据积屑瘤的影响来发挥作用的，一般当切削速度保持在20m~60m/min的中速段时最容易产生积屑瘤，所以，在进行加工时应当尽量的避免出现此段速度，可以选择较高或者是较低的切削速度，以保证避免积屑瘤的出现，确保机械表面不受积屑瘤的影响。进给量对于残留面积的高度有着决定性的作用，适当的减少进给量可以有效的降低机械表面的粗糙度数值，但是，如果进给量过分减少时，会影响到生产率，同时也会因为刀具对工件已加工表面的反复挤压从而导致机械表面的粗糙值增大，所以，对于进给量减小，生产者应当根据适当的原则进行，在保证降低表面粗糙度的同时，还不会影响到生产率。此外，根据刀具刃的锋利情况，选取相应的切削深度值，也可以有效的降低加工表面的粗糙度，以达到使机械表面保持平滑的目的。

2.冷却液的影响

冷却液的应用可以有效的减小刀具与切屑之间的摩擦，同时还可以改善刀具与已加工表面之间的摩擦，并且还可以将切削热带走，降低切削的温度，减少积屑瘤的产生，从而达到降低机械表面粗糙度的目的。因此，在进行切削加工时，要尽量选择合理、有效的冷却液，以保证其应用的有效性，以达到减小摩擦，降低切削温度、降低机械表面粗糙度数值的目的。

五、振动的影响

在机械加工中，振动主要是指刀具对工件产生的周期性的位移，由此导致加工表面出现波纹般的痕迹。振动主要由强迫振动和自激振动两大类组成，其中，强迫振动主要是由于外界周期性干扰力的作用引起的不衰减振动，其振源既有来自机床内部的内振源，也有来自机床外部的外振源。内振源主要是由于回转件的不平衡、传动件的制造缺陷等造成的，而外振源则主要是由于其他机床或设备的振动造成的连带效应。无论是内振动还是外振动，对于机械表面的粗糙度都有很大的影响，所以一定要减弱振动，以保证机械表面的粗糙度得到有效的降低。对于强迫振动，可以采取减小或者是排除振源、避开共振区、提高抗振性等措施来减弱其对机械表面粗糙度造成的影响。自激振动主要是由于在没有外界干扰力的作用下而造成的不衰减振动，例如切屑与刀具表面间的摩擦造成的振动，积屑瘤产生及碎片脱落造成的振动等，这类振动对于机械表面的粗糙度也有较大影响，因此，也要采取相应的措施对其进行改善。减弱自激振动的主要措施有：①合理的选择刀具的几何参数，保证刀具几何形状的合理性和科学性；②合理的选择切削用量；③提高系统工艺的刚度；④采用相应的减振装置。对以上改善措施进行合理的实施，必然可以有效的改善机械表面的粗糙度状况。

六、结束语

通过对化工机械表面粗糙度影响因素的分析可知，对这些影响因素采取相应的措施可以有效的改善机械表面的粗错程度，因此，生产商在进行生产时一定要采用合理的选择切削用量、合理的选择刀具的几何参数、对工件材料进行热处理、使用有效的冷却剂、消除振动等方法，以达到降低机械表面粗糙度的目的。

参考文献

[1]张立波. 化工机械制造[M]. 北京：中国石化出版社，2008.