4.9.Качество обработанной поверхности характеризуется двумя основными признаками:
а) физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла;
б) степенью шероховатости поверхности (иначе - чистотой или гладкостью поверхности).
Качество поверхностного слоя металла обусловливается свойствами металла и методами механической обработки.
В процессе механической обработки от действия режущего инструмента на поверхности металла остаются гребешки и впадины и структура поверхностною слоя изменяется; поверхностный слой испытывает пластические деформации, и образуется наклеп, твердость его повышается, возникают внутренние напряжения.
Степень наклепа металла и глубина проникновения пластических деформаций зависят от метода обработки и режима резания (подачи, глубины и скорости резания). При повышении подачи и глубины резания толщина наклепанного слоя увеличивается, при повышении скорости резания, напротив, уменьшается. При легком режиме резания толщина наклепанного слоя выражается в сотых долях миллиметра, а при более тяжелых (при большой подаче и глубине резания) - в десятых долях миллиметра.
Различают следующие отклонения обработанной поверхности по геометрическим признакам:
1 Макрогеометрия (макронеровности) поверхности, характеризуемая погрешностями формы - отклонениями от правильной геометрической формы (овальность, конусность, бочкообразность и т.д.).
2 Волнистость поверхности, т.е. наличие периодически повторяющихся, примерно одинаковых волнообразных отклонений.
3 Микрогеометрия (микронеровности) поверхности, т.е. шероховатость, обусловленная наличием гребешков и впадин. Величина микронеровностей характеризует чистоту обработки поверхности. Поверхность может быть волнистой и в то же время грубошероховатой или незначительно шероховатой, чистой (гладкой), так же как и ровная поверхность может быть грубо- или значительно шероховатой или чистой (гладкой).
Отклонения от правильной геометрической формы являются одним из факторов точности обработки поверхности: поэтому эти отклонения рассматриваются при общем изучении вопросов точности обработки деталей.
Волнистость поверхности детали возникает при обработке вследствие вибрации технологической системы станок - приспособление - инструмент - деталь, неравномерности процесса резания, биения режущего инструмента и других причин. Часто волнистость возникает на поверхности деталей средних и крупных размеров при обработке точением, фрезерованием, шлифованием
1- волнистая и шероховатая; 2 - волнистая и гладкая;
3 - ровная и шероховатая; 4 - ровная и гладкая
Поверхности, обработанные металлорежущими инструментами (резцом, фрезой и др.), имеют шероховатость различного характера: продольную - в направлении вектора скорости резания (рис. 3.12.а) и поперечную - в направлении, перпендикулярном указанному вектору, т.е. в направлении подачи (рис. 3.12.б).
Продольная шероховатость образуется вследствие колебаний силы резания при обработке, которые могут вызвать вибрации, увеличивающие продольную шероховатость. Возможны и другие причины образования продольной шероховатости, например образование нароста.
Поперечная шероховатость обычно больше, чем продольная. При чистовой обработке поверхностей деталей абразивным инструментом шероховатость поверхности в продольном и поперечном направлениях примерно одинакова.
а) б)
Рисунок 3.12 - Продольная (а) и поперечная (б) шероховатость
К числу многих факторов, от которых зависит качество обрабатываемой поверхности, относятся:
а) род и свойства обрабатываемого материала;
б) способ обработки (точение, строгание, шлифование и т. д.);
в) режим резания металла (скорость резания, подача, глубина резания);
г) жесткость системы станок - приспособление - инструмент - деталь;
д) геометрические параметры инструмента;
е) материал инструмента;
ж) охлаждение в процессе резания.
Литература:
Материаловедение и обработка металлов: учебник для ВУЗов/ Г. П. Фетлов, М. Г. Карпман, В. Н. Матюнин, и др.: Москва 2001.
Слесарное дело с основами материаловедения: учебник для подготовки с/х кадров массовой квалификации/ Кувакин Д.А-М.: Сельхозгиз, 1952-319 с.
Газовая сварка и резка металлов: учебник для средних ИТУ/ Соколов И.И-М.: Высшая школа, 1986-303 с.
Справочник молодого токаря: /Зайцев Б. Г., Рыцев С. Б.-М.: Высшая школа, 1988-335 с.
Справочник технолог-машиностроителя. В2.ХТ-Т1./Под ред. А. Г. Косиловской и Р. К. Мещерякова. 4-е изд. Переб. И дп.-М.: Машиностроение, 1985-656 с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т 2./ Под ред. А. Г. Косиловской и Р. К. Мещерякова. 4-е изд. Преб. И дп.-М.: Машиностроение, 1985-496 с.
Технологическая практика в учебных мастерских. Учебное пособие для с/х ВУЗов/ Н. Ф. Пугач и Нашилов М. И.: Ураджай, 1989-312 с.