§ 6.2. Шероховатость.

При использовании лезвийного инструмента обработанная поверх-ность в принципе является неровной. Всегда имеются микронеровности того или иного размера. Это называется шероховатостью. В 50-е годы 20-го века она обозначалась в виде d,…. dddd. Затем было введено обозначение Rz. В последние годы стало применяться обозначение Ra. При этом

Rz= [(|h₁|+ |h₃|+…+ |h₉|)+ (|h₂|+ |h₄|+…+ |h₁₀|)]/5, мкм ( 6-5)

где h₁..h₉ – пять максимальных выступов; h₂…h₁₀ – пять максимальных впадин, определенных на некоторой базовой длине l;

Ra=[ |y_i|] /n, мкм (6-6 )

где |y_i| - модули высоты выступов или впадин общим числом n на некоторой базовой длине l.

Последнее соотношение является среднеарифметическим отклонением от номинального размера.

Базовая длина l зависит от класса чистоты. Так, для кл. 6-8 и Ra 1,6…2,5 базовая длина составит l= 0,8 мм, а для кл. 10…12 и Ra 0,025…0,16 - l= 0,25 мм.

Измеряют шероховатость с помощью оптических или щуповых приборов.

Между обозначениями Rz и Ra существует следующее соотношение:

если Ra 2,5 , то для классов чистоты 6…14 Ra Rz/5;

если Ra 5 , то для классов чистоты 1…5 Ra Rz/4.

Поверхность, обработанная лезвийным режущим инструментом, имеет некоторый закономерный геометрический рельеф. После точения резцом получается винтовая поверхность (рис.6.15) с высотой неровностей, которую можно приближенно определить с помощью выражения

H= S_osin  sin₁/sin(+₁). (6-7)

Чем меньше высота неровности, тем выше качество обработки.

Рис.6.15. Шероховатость

при наружном точении.

Однако на шероховатость оказывают влияние много других факторов. В справочнике [11] даются рекомендации по их учету. Некоторые из них приводятся ниже.

Точение (получистовое и чистовое при S_o= 0,05…0,43 мм/об- подаче на оборот; = 71-282 м/мин- скорости резания; = 0,5…2 мм- радиус заострения вершины резца; = +4… …- 40- передний угол)

Ra=k_o[S^k1_o(90+ )^k4/ (^k2^k3) . (6-8)

В таблице 6.2 приведены значения коэффициентов. Шлифование (круглое, предварительное и получистовое)

Ra= 0,47S_пр^0,35t^0,29K^0,08j_ст^0,34 /(_д^0,08S_рад^0,003i^0,024) . (6- 9)

где S_пр , S_рад - соответственно продольная и радиальная подача; _д - скорость движения детали; K - зернистость круга; j_ст - жесткость станка; i - число выхаживаний; t - глубина резания.

Таблица 6.2

Сталь	kщ	k1	k2	k3	k4
Получистовое и чистовое точение
ст. 3	0,01	0,65	0,6	0,5	1,9
20	41,8	0,75	0,55	1,38	0,25
45	7,0	0,85	0,65	0,36	0,15
70	5,8	1,1	0,68	0,15	0,45
Тонкое точение
45(HRC48)	0,16	0,59	0,29	0,19	0,66
У10А(HRC62)	0,68	0,77	0,28	0,24	0,56

Условия обработки: материал- сталь 40Х, HRC 30- 35; _д = 20- - 50м/мин; S_пр= (0,5- 1,0)В; S_рад= 0,05- 0,1 мм/дв. ход; j_ст= 10⁴- - 3*10⁴Н/ мм; i= 1- 5; K= 16- 40; для связки С2 Н=2; для СМ1 Н=1.

Растачивание (получистовое и чистовое)

Ra= 76,2 S₀^0,57^0,03j_ст^0,04/[10^0,04t^0,08^0,2^0,34(50+)^0,35], (6-10)

где  - задний угол.

Условия обработки: материал сталь 40Х; t= 0,15- 1 мм; S₀ = 0,05- 0,5 мм/об;  = 50- 150 м/мин;  = 0,5- 2 мм;  = +4 - (- 40);  = 3 - 7; j_ст= 10⁴- 3*10⁴Н/ мм

Развертывание.

Ra=0,1 d^0,26 ^0,89S₀^-0,27. (6-11)

Условия обработки : материал сталь 40Х; d= 12- 25мм;  = 5- 10 м/мин; S₀ = 0,6- 1,6 мм/об.

Сверление

Ra= 6,36d^0,25^0,12S₀^-0,47. (6-12)

Условия обработки : материал сталь 40Х; d= 12- 25мм;  = 12- 20 м/мин; S₀ = 0,06- 0,14 мм/об.

Зенкерование

Ra= 5,6d^-0,23^0,16S₀^0,76. (6-13)

Условия обработки : материал сталь 40Х; d= 12- 25мм;  = 25- 40 м/мин; S₀ = 0,3- 0,6 мм/об.

Торцевое фрезерование

Ra= 4,83 S_z^1,69^-1,23 t^0,15^-0,14^-0435, (6-14) где S_z - подача на зуб.

Условия обработки: материал ШХ15; S_z = 0,08- 0,5 мм/зуб; t = 0,3- 1,8 мм;  = 18- 44 м/мин;  = 0,5- 2 мм; ^- = 5- 20.

Строгание чистовое

Ra= 37,3 S ^1,93^-0,11 t^-0,12^-8,8^0,27, (6- 15)

Условия обработки: материал сталь ШХ15; S = 0,25- 0,5 мм/ дв.ход;  = =5,6- 22м/мин, остальное как при фрезеровании.