在机加工过程中，为什么会出现大量刀纹？

在机加工过程中，出现刀纹主要有以下原因：

一、刀具方面

1. 刀具磨损

• 刀具在切削过程中，切削刃会逐渐磨损。当刀具后刀面磨损到一定程度时，切削刃变钝，切削力增大。在加工时，刀具会对工件表面产生挤压和摩擦，导致工件表面形成不均匀的刀纹。例如，在车削加工中，车刀磨损后，会在工件外圆表面产生明显的螺旋状刀纹。

• 刀尖磨损也会影响加工表面质量。刀尖圆弧半径的变化或者刀尖的破损，会改变切削刃的几何形状，使切削过程中的切削力分布发生改变，进而在工件表面形成刀纹。

2. 刀具几何参数

• 刀具的前角、后角和主偏角等几何参数选择不当会产生刀纹。如果前角过小，切削力会增大，切削变形严重，容易在工件表面产生振动痕迹。例如，在铣削加工中，铣刀前角不合适，会使铣削力增大，导致铣床工作台或工件振动，从而在加工表面出现有规律的波纹状刀纹。

• 后角的大小影响刀具后刀面与已加工表面之间的摩擦。后角过小，摩擦严重，会使已加工表面被刀具后刀面划伤，产生刀纹。主偏角的变化会改变切削力的方向和大小，不合理的主偏角可能导致切削力在某个方向上过大，引起工件或刀具的振动，出现刀纹。

3. 刀具安装

• 刀具安装的偏心或倾斜是产生刀纹的一个重要原因。在车削加工中，如果车刀安装高于或低于工件中心，会改变切削刃的工作角度，使切削力发生变化，导致工件表面出现螺旋形刀纹。

• 对于铣刀等旋转刀具，刀具与主轴的同轴度偏差会造成刀具在旋转过程中的不平衡，引起振动，在工件表面留下刀纹。而且刀具安装不牢固，在切削过程中刀具发生松动或位移，也会使加工表面质量恶化，出现刀纹。

二、机床方面

1. 机床精度

• 机床的主轴精度对加工表面质量有很大影响。如果主轴存在径向跳动或轴向窜动，在加工过程中，刀具会随着主轴的不准确运动而产生振动，使工件表面形成圆形或轴向的刀纹。例如，在钻削加工时，钻床主轴的径向跳动会导致钻出的孔壁表面出现螺旋形刀纹。

• 机床导轨的直线度和平行度误差也会引起刀纹。当工作台或刀具在导轨上移动时，由于导轨精度不足，会使刀具与工件之间的相对运动轨迹发生偏差，在工件表面形成直线度或平面度不符合要求的刀纹。

2. 机床振动

• 机床自身的振动源很多，如电机的旋转不平衡、液压系统的压力脉动等。这些振动会传递给刀具和工件，在加工表面产生振动刀纹。特别是在高速切削或高精度加工时，机床的微小振动都会被放大，严重影响加工表面质量。

• 切削过程中产生的切削力也会引起机床的振动。当切削力的频率与机床的固有频率接近时，会发生共振现象，导致加工表面出现明显的、有规律的振动刀纹。

三、工件方面

1. 工件材料

• 工件材料的硬度不均匀会导致刀纹的出现。如果工件内部存在硬质点或局部硬度变化，在切削过程中，切削力会因材料硬度的不同而发生波动，使刀具与工件之间的切削状态不稳定，从而在工件表面产生刀纹。例如，在锻造或铸造后的工件进行加工时，由于其内部组织结构不均匀，加工表面容易出现刀纹。

• 工件材料的韧性也会影响刀纹的产生。韧性好的材料在切削过程中容易产生塑性变形，使切削力增大，可能导致工件或刀具振动，进而在工件表面出现刀纹。

2. 工件装夹

• 工件装夹不牢固会引起工件在加工过程中的位移或振动。例如，在铣削加工中，如果工件没有被夹紧，在铣刀的切削力作用下，工件会发生移动，导致加工表面出现划痕或不规则的刀纹。

• 装夹方式不合理也会产生刀纹。如采用三爪卡盘装夹薄壁工件时，由于夹紧力分布不均匀，工件会发生变形，在加工后松开装夹，工件恢复变形，表面就会出现因变形而产生的刀纹。

四、切削参数方面

1. 切削速度

• 切削速度选择不当会引起刀纹。如果切削速度过高，刀具与工件之间的摩擦热急剧增加，会使刀具磨损加快，同时可能导致工件表面烧伤，产生刀纹。而且过高的切削速度可能会引起机床或工件的振动，影响加工表面质量。

• 切削速度过低时，切削力较大，刀具容易产生振动，在工件表面留下明显的刀纹。例如，在车削细长轴时，较低的切削速度会使轴在切削力作用下发生弯曲变形，从而在表面出现波纹状刀纹。

2. 进给量

• 进给量过大时，刀具在工件表面留下的切削痕迹间距较大，而且切削力也会增大，容易引起工件或刀具的振动，产生刀纹。在铣削加工中，过大的进给量会使铣刀在工件表面形成明显的齿痕状刀纹。

• 进给量过小可能会导致刀具在切削过程中产生摩擦和挤压，使已加工表面质量下降，出现刀纹。

3. 切削深度

• 切削深度过大，切削力会急剧增加，可能超过机床、刀具或工件所能承受的范围，引起振动，在工件表面形成刀纹。同时，过大的切削深度会使刀具磨损加快，影响加工表面质量。

• 切削深度过小，刀具可能会在工件表面进行微量切削或刮擦，也会产生刀纹。