3 表面粗糙度的测量结果与分析

　　表面粗糙度是反映零件表面上微观几何形状误差的一个重要指标，它主要是由于在加工过程中刀具和零件表面之间的摩擦，切屑分离时的塑性变形， 以及工艺系统中存在的高频振动等原因造成的。加工孔的表面粗糙度的好坏是评价一把铰刀的重要指标，因此对以上实验加工的孔进行表面粗糙度的测量。图5为表面粗糙度曲线对比图。

　　在固定进给量(f=0.1mm/r)的情况下，变动不同的转速，对比 种刃形铰刀，可以发现螺旋刃铰刀加工孔的表面粗糙度值最小， 斜刃铰刀次之，直刃铰刀最大。

　　4 切屑形状的对比分析

　　在测量三向铰削力的同时， 进行了切屑的搜集。随着切削用量的改变，切屑形状有明显的变化。首先， 在固定进给量(f=0.1mm/r)， 工件材料为40Cr钢的实验中， 直刃铰刀在切削用量主轴转速为550r/min，进给量为53mm/min的时候，就呈现为颜色变蓝的螺卷切屑，颜色变蓝是因为加工过程中产生的大量切削热使切屑和空气中的氧气发生了化学反应，其中，影响最大的因素是切削速度的改变。而斜刃铰刀却是在切削用量变为主轴转速760r/min， 进给量64mm/min的时候才出现这一现象。螺旋刃铰刀在切削主轴转速为760r/min，进给量为64mm/min，切屑形状虽然也发生了变化，颜色有些发蓝但没有以上两种刀具严重。图6为工件材料为40Cr钢时，固定进给量(f=0.1mm/r)情况下的切屑形状对比图。

　　在主轴转速较低的情况下， 三种刃形铰刀的切屑形状都呈现为螺旋卷切屑。说明铰刀工作状态良好，加工过程中也没有产生过热的现象。在主轴转速选定760r/min，不使用冷却液的情况下，直刃铰刀的切屑大多呈现发蓝的氧化现象，并形成了长的连续切屑，这将严重影响工件的加工精度和表面质量。斜刃铰刀在加工40Cr钢的实验中，切屑大多呈现为较短的螺旋卷切屑，且颜色发生了明显的改变。只有螺旋刃铰刀的切屑形状一直保持短螺旋卷切屑，说明它工作状态良好，只有当在主轴转速760r/min，进给量达到64mm/min的时候才出现较短较碎的切屑。这也证明了螺旋刃铰刀的切削性能优于斜刃铰刀和直刃铰刀。

　　5 结论

　　通过切削力的测试， 在同一种切削条件下，即主轴转速和进给量相同的情况下，螺旋刃铰刀的铰削力最小，直刃铰刀的铰削力最大。

　　通过对3种刃形铰刀加工工件的表面粗糙度对比分析，螺旋刃铰刀加工孔的表面粗糙度值最小，斜刃铰刀次之，直刃铰刀最大。

　　通过观察对比 种刃形铰刀加工工件的切屑形状， 螺旋刃铰刀的切屑形状和颜色最好，说明螺旋刃铰刀的切削状态良好，切削性能最好。

　　综上所述，可以得出一个结论，螺旋刃铰刀的综合切削性能最好。本次铰削实验为生产实际应用提供了依据，也为今后干式铰削的深入研究提供了理论基础。