книги из ГПНТБ / Вульф А.М. Резание металлов

Этот метод хорошо характеризует эксплуатационные качества детали в отношении износоустойчивости, но не привился из-за большой трудоемкости его.

Согласно ГОСТ 2789—59 под шероховатостью поверхности понимается совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности. Этот стандарт основан

Расстояния до средней линии т суммируются без учета алгебра­ ического знака. Средняя линия т профиля — линия, имеющая форму геометрического профиля и делящая измеренный профиль таким образом, что в пределах базовой линии / сумма квадратов расстояний (уъ у2 , • • • , уп) точек профиля до этой длины мини­ мальна. Величина Ra учитывает значения коэффициента запол­ нения.

Допускается также оценка шероховатости по высоте неровно­ стей Rz—среднему расстоянию между находящимися в пределах базовой длины пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин, измеренному от линии, параллельной средней линии (рис. 274, б):

Для точного машиностроения предусмотрена еще дополнитель­ ная шкала разрядов чистоты поверхности в количестве трех для классов 6—14. При этом получается более тонкая градация зна­

чений Ra и Rz.

Для измерения шероховатости поверхности могут быть исполь­ зованы: профилометр В. С. Чамана (ЛИЗ) с индукционным

4П

датчиком; индуктивный профилометр-профилограф завода «Ка­ либр»; он может быть использован и в качестве профилометра (для 6—12-го классов чистоты); профилометр ИПШ (ЛИЗ) с пру­ жинным датчиком; двойной микроскоп МИС-11 (для 3—9-го клас­ сов чистоты).

Современная практика требует более точной и разносторонней оценки качества обработанной поверхности. В табл. 62 приведены геометрические характеристики обработанной поверхности. Даны разнообразные параметры качества поверхности в соответствии с эксплуатационными требованиями к обрабатываемым изделям,

ности определяются многими параметрами. Данные табл. 63 по­ казывают, что в зависимости от методов механической обработки образуются поверхности различных классов шероховатости в боль­ шом диапазоне. При одном и том же методе обработки можно получить поверхности, сильно различающиеся не только по глу­

стоянию поверхностного слоя. Будут весьма значительно сказы­ ваться такие факторы, как жесткость системы СПИД, качество ре­ жущего клина, режущей кромки, материал инструмента, взаимо­

В табл. 64 даны значения глубин неровностей и относительные значения несущей части при различных видах обработки.

При обработке очень вязкого и прочного металла получается сильно деформированная стружка. Образуются большой наклеп и застойная зона, имеется высокое сопротивление резанию и тем­ пература. В результате упругого последействия и пластической деформации усиливается шероховатость обработанной поверхно­ сти, металл тянется за резцом и нередко дает рваную поверхность при обдирке. И лишь при чистовой отделке удается получить удовлетворительную поверхность подбором целесообразных гео­ метрии резца и режима резания.

Неровная поверхность получается также при обработке ма­ лоуглеродистых сталей с ферритовой структурой. В этом случае шероховатость обработанной поверхности можно уменьшить тер­ мической обработкой или предварительным наклепом обрабатыва­ емого металла.

Наиболее чистая поверхность получается при обработке мяг­ ких металлов с мелкозернистой структурой и посторонними вклю­ чениями, когда сливная стружка переходит в сыпучую стружку

4Н

Таблица (3

Шероховатость поверхности, соответствующая различным методам механической обработки

К л а с с ы ш е р о х о в а т о с т и ( п о ГОСТ 2789—59)

М е т о д о б р а б о т к и

4 75

скалывания. Такая стружка обычно получается при обработке мягкой стали с присадками фосфора и серы (автоматные стали). Но, как правило, с увеличением твердости металла уменьшается шероховатость обработанной поверхности. Это вызывается не только характером образуемой стружки (скалывания), но и тем, что с увеличением твердости металла значительно уменьшается коэффициент трения.

Полагают, что смазочно-охлаждающая жидкость действует также. Стружка при охлаждении становится более жесткой, легче удаляется вместе с частицами износа, и поэтому обработан­ ная поверхность улучшается.

102. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ РЕЗЦА И РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Общеизвестно, что шероховатость обработанной поверхности в значительной степени определяется радиусом закругления вер­ шины резца г, углами в плане ср и ср,, а также подачей s. Например, при работе резцом с углами ср = срх = 30° расчетная максималь­ ная высота гребешка на обработанной поверхности может быть определена по формулам:

при г > ~

при малом значении г

шаться. Так в действительности и получается, причем фактичес­

больше, чем меньше скорость резания, больше подача и радиус г (рис. 275).

При тонком точении, когда работают с весьма малыми глу­ бинами резания t и подачей s, шероховатость обработанной по­ верхности резко уменьшается с увеличением радиуса г в неболь­

В меньшей степени влияют на чистоту обработанной поверхно­ сти задний угол резца а и передний у. Передний угол, измеряемый в главной секущей плоскости, отнюдь не характеризует подлин-

476

ного угла резания у вершины резца, которая формирует обрабо­ танную поверхность. Вершина резца обычно закруглена и, следо­ вательно, плоскость, нормальная к этой кривой, в разных точках

\

Л

\

j1

Рис. 275. Влияние радиуса закругления вершины резца на шероховатость обработанной поверхности:

/ — э к с п е р и м е н т а л ь н а я к р и в а я ; 2 — р а с ч е т н а я к р и в а я

меняет свое направление и соответственно меняется направление деформации стружки, что должно отражаться и на микрогео­ метрии отхода элементов стружки. В результате усложняются условия поверхности обработанной детали. К тому же в соответ-

ствующих точках меняются углы в плане: они уменьшаются по мере приближения к вершине резца, а следовательно, угол у из­ меняется согласно формуле

tg у = cos ф tg уу + sin ф tg ух.

В крайнем случае, когда у самой вершины резца у = 0°, имеем

У = Уу

477

обатываемой детали: он обеспечил

обольшую усталостную прочность.

Но другие исследования [94 ]•е-

оПри тонком точении стали

задними углами, что вызывается, надо полагать, большим упру­ гим последействием пластмасс.

478

Очевидно, необходимо рассматривать влияние геометрических параметров на шероховатость обработанной поверхности в связи с характером обрабатываемого материала, геометрией резца, режимом резания, критерием затупления, жесткостью системы СПИД и т. д. При отделке деталей нередко применяют резцы с широкой режущей кромкой, расположенной параллельно об­ разующей обрабатываемой детали, т. е. с углом ф = 0. На рис. 277 показаны типы таких резцов. Они снимают очень тонкий слой,

Скорость резания и, м/мин

Рис. 278. Шероховатость обработанной поверхности по мере износа резца по зад­ ней поверхности

измеряемый подчас лишь сотыми долями миллиметра, но с весьма большими подачами s — до 10—20 мм/об и более.

Несмотря на высокую производительность, широкие отделоч­ ные резцы находят ограниченное применение. Вызывая значи­

в процессе резания должна быть строго параллельна образующей поверхности изделия. Во избежание этой трудоемкой операции иногда режущую кромку располагают наклонно относительно линии центров в вертикальной плоскости. Получающаяся при этом неглубокая волнистость легко снимается последующим про­ ходом абразивной шкуркой.

479

Из предыдущего можно было сделать вывод, что большие скорости резания являются положительным фактором с точки зрения чистоты обработанной поверхности. Так, на рис. 278 гра­ фики показывают монотонное уменьшение шероховатости с уве­ личением скорости резания при обработке силумина, причем

Рис. 279. Влияние смазочно-охлаждающих средств на чистоту обработанной поверхности (по Виноградову):

чистота поверхности неизменно ухудшалась по мере затупления инструмента.

При обработке стали монотонность изменения высоты неров­ ностей с увеличением скорости резания нарушается. В диапазоне скоростей резания, где происходит образование нароста, наблю­ дается подскок значений Rz (рис. 279). То же самое получается при тонком точении стали минералокерамическими резцами.

Шероховатость значительно изменяется в зависимости от рода смазочно-охлаждающей среды. Можно считать, что активные до­ бавки значительно снижают неровности обработанной поверхно-

480