1. Поняття шорсткості
Після того, як деталі оброблені, інструмент, створені кромки та задирки призведуть до появи великих або малих піків і западин на поверхні заготовки. Висота цих вершин і долин дуже мала, і зазвичай їх можна побачити лише під збільшенням. Ця мікроскопічна особливість геометричної форми називається шорсткістю поверхні.
2. Параметри оцінки шорсткості
Він представлений трьома кодами Ra/Rz/Ry плюс числа. У механічних кресленнях будуть відповідні вимоги до якості поверхні. Як правило, поверхня з шорсткістю поверхні Ra<0.8um is called: mirror surface.
Середнє арифметичне відхилення контуру Ra: середнє арифметичне абсолютного значення відхилення контуру в межах довжини вибірки L
Десятиточкова висота мікроскопічної нерівності Rz: сума середнього значення 5 найбільших висот піків контуру та середнього значення 5 найбільших глибин контуру западини в межах довжини вибірки l
Максимальна висота контуру Ry: відстань між верхньою лінією піку контуру та нижньою лінією западини контуру в межах довжини відбору L
3. Вимір шорсткості та розмітка
Шорсткість поверхні може бути кількісно оцінена шляхом вимірювання значень Ra, Rz і Ry електронними або оптичними приладами. У реальному виробництві шорсткість часто визначається шляхом порівняння зразка з обробленою поверхнею на основі людського зору та дотику.
Спосіб розмітки: на кресленні деталі позначають символами особливості оброблюваної поверхні. Це базовий символ. Безглуздо використовувати лише цей символ. Коли додається значення параметра, це означає, що поверхня може бути отримана будь-яким способом.
4. Ступені шорсткості, отримані різними процесами механічної обробки
Числове значення та характеристики поверхні шорсткості поверхні, метод її отримання та приклади застосування див. у наступній таблиці
5. Вплив шорсткості поверхні на працездатність механічних деталей
Шорсткість поверхні має великий вплив на якість деталей, головним чином зосереджуючись на зносостійкості, відповідних властивостях, стійкості до втоми, точності заготовки та стійкості деталей до корозії.
5.1. Вплив на тертя і знос. Вплив шорсткості поверхні на знос деталей в основному відбивається на піках і піках. Контакт між двома частинами насправді є контактом деяких вершин. Тиск у точці контакту дуже високий, що може спричинити перетікання матеріалу в пластичну форму. Чим шорсткіша поверхня, тим сильніший знос.
5.2 Вплив на відповідні властивості. Існує лише дві форми узгодження між двома компонентами: посадка з натягом і посадка з зазором. Для посадки з перешкодами вершини поверхні стискаються рівно під час складання, що призводить до зменшення перешкод і зниження міцності з’єднання компонента; для підгонки зазору, оскільки піки постійно згладжуються, зазор стає більшим. Отже, шорсткість поверхні впливає на стабільність властивостей прилягання.
5.3 Вплив на стійкість до втоми. Чим шорсткіша поверхня деталі, тим глибше поглиблення, менший радіус кривизни жолоба і тим вона чутливіша до концентрації напруг. Отже, чим більша шорсткість поверхні деталі, тим вона чутливіша до концентрації напружень і тим менша її стійкість до втоми.
5.4 Вплив на корозійну стійкість. Чим більше шорсткість поверхні деталі, тим глибше її западина. Таким чином, пил, зіпсоване мастило, кислотні та лужні корозійні речовини легко накопичуються в цих жолобах і проникають у внутрішній шар матеріалу, посилюючи корозію деталей. Таким чином, зменшення шорсткості поверхні може підвищити стійкість деталей до корозії.
6. Способи покращення якості поверхні
Є два основних типи: додавання відповідних процесів і вдосконалення існуючих процесів
Додавання відповідних процесів: додавання полірування, шліфування, скребка, прокатки та інших процесів може не тільки покращити обробку, але й підвищити точність; крім того, ультразвукова технологія прокатки, яка доступна як вдома, так і за кордоном, поєднує металопластикову текучість, яка відрізняється від холодного зміцнення традиційної прокатки, може покращити шорсткість на рівні 2-3 і покращити комплексні робочі характеристики матеріалу.
Покращення оригінального процесу:
6.1 Розумний вибір швидкості різання. Швидкість різання V є важливим фактором, що впливає на шорсткість поверхні. Під час обробки пластикових матеріалів, таких як середньо- та низьковуглецева сталь, низькі швидкості різання схильні до утворення окалини, а середні швидкості схильні до утворення нарощених країв, що збільшить шорсткість. Уникнення цієї області швидкості зменшить значення шорсткості поверхні. Тому постійне створення умов для підвищення швидкості різання завжди було важливим напрямком підвищення рівня процесу.
6.2 Розумний вибір швидкості подачі. Розмір подачі безпосередньо впливає на шорсткість поверхні заготовки. Взагалі кажучи, чим менша швидкість подачі, тим менша шорсткість поверхні і гладкіша поверхня заготовки.
6.3 Обґрунтований вибір геометричних параметрів інструменту. Передній кут і задній кут. Збільшення переднього кута може зменшити деформацію екструзії та тертя матеріалу під час його різання, а також зменшити загальний опір різанню, що сприяє видаленню стружки. Коли передній кут є постійним, чим більше задній кут, тим менший радіус затуплення ріжучої кромки і тим гостріше лезо; крім того, він також може зменшити тертя та екструзію між задньою поверхнею інструменту та обробленою поверхнею та перехідною поверхнею, що сприяє зменшенню значення шорсткості поверхні. Збільшення радіуса дуги вершини інструменту r може зменшити значення шорсткості поверхні; зменшення вторинного переднього кута Kr інструменту також може зменшити значення шорсткості поверхні.
6.4 Виберіть відповідні інструментальні матеріали. Необхідно вибирати інструменти з хорошою теплопровідністю, щоб вчасно передати тепло різання та зменшити пластичну деформацію в зоні різання. Крім того, інструмент повинен мати хороші хімічні властивості, щоб запобігти спорідненості інструменту з матеріалом, що обробляється. Коли спорідненість надто велика, дуже легко створити нарощений край і окалину, що призводить до надмірної шорсткості поверхні. Якщо поверхня покрита карбідом або керамічним матеріалом, під час різання на лезі утворюється захисна плівка з оксиду, яка може зменшити коефіцієнт тертя між лезом і обробленою поверхнею, тому покращити обробку поверхні буде корисно.
6.5 Поліпшення характеристик матеріалу заготовки. В'язкість матеріалу визначає його пластичність. Чим краща в'язкість, тим більша можливість пластичної деформації. Під час механічної обробки тим більша шорсткість поверхні деталі.
6.6 Виберіть правильну рідину для різання. Правильний вибір СОЖ може значно зменшити шорсткість поверхні. Рідина для охолодження має функції охолодження, змащення, видалення стружки та очищення. Це може зменшити тертя між заготовкою, інструментом і стружкою, забрати багато тепла від різання, знизити температуру зони різання та вчасно видалити дрібну стружку.
