1.理論表面粗糙度
理論表面粗糙度是刀具幾何形狀和切削運(yùn)動(dòng)引起的表面不平度。生產(chǎn)中，如果條件比較理想，加工后表面實(shí)際粗糙度接近于理論表面粗糙度。
刀具幾何形狀和切削運(yùn)動(dòng)對(duì)表面粗糙度的影響主要是通過刀具的主偏角、副偏角、刀尖圓弧半徑rε以及進(jìn)給量對(duì)切削后工件上的殘留層高度的影響來體現(xiàn)的。主偏角、副偏角、進(jìn)給量越小，表面粗糙度值越小;刀尖圓弧半徑。越大，表面粗糙度值越小。
如圖a所示，用尖頭刀加工時(shí)，殘留層的最大高度R(單位為mm)為
相應(yīng)的輪廓算術(shù)平均偏差Ra(單位為mm)為
用圓頭刀加工時(shí)，殘留層的最大高度R(單位為mm)為
2.實(shí)際表面粗糙度
實(shí)際表面粗糙度是在理論表面粗糙度上疊加著非正常因素，如積屑瘤、鱗刺、刀具磨痕和切削振紋等附著物和痕跡，因此，增大了殘留層的高度值。
(1)積屑瘤和鱗刺影響 黏附在切削刃上的積屑瘤頂端切入加工表面后使已加工表面粗糙不平。在已加工表面上垂直于切削速度方向會(huì)產(chǎn)生突出的鱗片狀毛刺，通常稱作鱗刺。一般在對(duì)塑性材料的車、刨、拉、攻螺紋、插齒和滾齒加工中，并選用較低速度、較大進(jìn)給量時(shí)，在產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦和擠壓情況下易生成鱗刺。鱗刺使已加工表面粗糙度嚴(yán)重惡化。
(2)刀具磨損影響當(dāng)?shù)毒吆蟮睹婊虻都馓幃a(chǎn)生微崩時(shí)，它對(duì)加工表面摩擦，使已加工表面上形成不均勻的劃痕;當(dāng)刃磨切削刃口留下毛刺、微小裂口或細(xì)微崩刃時(shí)，這些缺陷均會(huì)反映在已加工表面上而形成較均勻溝痕。
(3)振動(dòng)影響如圖所示，切削時(shí)工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，使工件表面粗糙度值增大、降低加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響機(jī)床精度和損壞刀具。
3.減小表面粗糙度值的途徑
要提高已加工表面質(zhì)量，降低表面粗糙度值，往往從刀具和切削用量兩方面來采取措施。
在實(shí)際切削過程中，有很多因素影響到工件表面粗糙度，如機(jī)床精度的高低、工件材料的切削加工性好壞、刀具幾何形狀的合理與否、切削用量的選擇合理與否，甚至包括刀具的刃質(zhì)量、切削液的正確選用等。
(1)刀具幾何形狀方面從以上分析不難看出，要減小表面粗糙度值，可采用較大的刀尖圓弧半徑(圓頭刀)、較小的主偏角或副偏角，甚至出修光刃。需要注意的是，主偏角的減小，會(huì)引起背向力的增大，甚至?xí)鸺庸ぶ械恼駝?dòng)。刀尖圓弧半徑的增大或過長的修光刃同樣也有這個(gè)問題。
(2)切削用量方面在同樣加工條件下，采用不同的切削用量所獲得的工件表面粗糙度有很大的不同。切削用量三要素中，進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度影響最大，進(jìn)給量越小，殘留層高度越低，表面粗糙度值越小。
但應(yīng)注意進(jìn)給量不能過小，否則由于切削厚度過小，切削刃無法切人工件，造成刀具與工件的強(qiáng)烈擠壓與摩擦。
若要求加大進(jìn)給量，同時(shí)又要求獲得較小的表面粗糙度值，刀具必須磨有修光刃，副偏角為0°，但應(yīng)注意此時(shí)的進(jìn)給量不能過大。否則，太寬的修光刃會(huì)引起振動(dòng)，反而會(huì)使表面粗糙度值增大。