Геометрические показатели качества поверхностного слоя

Шероховатость поверхности - совокупность микронеровностей с относительно малыми шагами, образующими рельеф поверхности детали.

Волнистость - совокупность периодически повторяющихся неровностей с относительно большими шагами.

Критерием для разграничения шероховатости и волнистости служит отношение шага S к высоте неровностей H. Для шероховатостей S/H ≤ 50, для волнистости S/H = 50-1000. Значение S/H ≥ 1000 характеризует погрешность формы, то есть макрогеометрию детали.

Для количественной оценки волнистости используют два параметра:

1. W_z – высота волнистости, определяется как среднее арифметическое из пяти соседних значений;

2. S_w – средний шаг волнистости, определяется как среднее арифметическое значение расстояний между одноименными сторонами соседних волн, измеренных по средней линии профиля.

Для количественной оценки шероховатости используют шесть параметров:

1. R_a – среднее арифметическое отклонение профиля, определяется как среднеарифметическое из абсолютных значений расстояний от точек измеренного профиля до его средней линии в пределах базовой длины.

2. R_Z – высота неровностей профиля по десяти точкам, определяется как среднее арифметическое абсолютных пяти наибольших выступов и пяти наибольших впадин в пределах базовой длины.

3. R_max – наибольшая высота неровностей профиля, определяется как расстояние между линией выступов и линией впадин.

4. S_m – средний шаг неровностей профиля, определяется как среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины.

5. S – средний шаг неровностей по вершинам, определяется как среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины.

6. t_Р – относительная опорная длина профиля, определяемая по формуле:

,

где η_p – опорная длина профиля, определяемая суммой длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале выступов профиля эквидистантой средней линии.

Управление геометрическими параметрами поверхностного слоя

Классы шероховатостей можно условно разделить на 4 группы:

Первая группа (1-3 классы) - грубые поверхности, получающиеся при черновом точении, сверлении, фрезеровании, строгании.

Вторая группа (4-6 классы) - поверхности, получаемые при получистовой обработке.

Третья группа (7-9 классы) - чистовые поверхности, получаемые после отделочных операций (точного точения и растачивания, развертывания, протягивания, шлифования, пластического деформирования).

Четвертая группа (10-14 классы) - поверхности, обработанные доводочными инструментами (притирка, хонингование, суперфиниширование, алмазное выглаживание и др.).

Параметр Rа - позволяет оценить шероховатость более полно, чем параметр R_Z, т.к. при определении Rа измеряют и суммируют расстояния большего числа точек действительного профиля линии, а при определении Rz измеряют только расстояние между вершинами и впадинами. Косвенную оценку неровностей производят по параметрам Sm, S и t_р.

На формирование шероховатости влияют:

1. Метод обработки;

2. Геометрические параметры инструмента;

3. Степень износа инструмента;

4. Режимы резания;

5. Жесткость технологической системы СПИД.

Рис. 1

Рис. 2

Глубина резания влияет незначительно, однако, при уменьшении глубины резания до 0,02 - 0,03 мм шероховатость увеличивается.

Жесткость системы СПИД:

Рис. 3