Образование шероховатости поверхности при доводке.

Современные доводочные процессы строятся на двух различных принципах использования абразивных зерен: доводка связанным абразивом в брусках (суперфиниширование, хонингование и их некоторые разновидности) и доводка свободным абразивом (доводка абразивными и алмазными порошками и пастами, нанесенными на поверхность инструмента притира, или на поверхность обрабатываемой детали).

В обоих случаях сущность процесса доводки является одинаковой и сводится к осуществлению двух разновидностей деформирования металла: резания- царапанья со снятием тончайших стружек и пластического деформирования- полирования металла.

В процессе резания- царапанья осуществляется снятие припуска металла, необходимое для устранения погрешностей формы и размеров обрабатываемой детали и дефектных слоев, созданных предыдущими операциями. Процесс резания- царапанья определяет собой производительность и точность доводочных операций.

В процессе пластического деформирования происходит сглаживания неровностей поверхности и заполирование их впадин. Этот процесс завершает формирование шероховатости доведенной поверхности.

В зависимости от условий и режимов доводки она может сводиться к одному из указанных процессов.

В ряде случаев процесс доводки осуществляется в две стадии для использования преимуществ обоих процессов: сначала доводка осуществляется резанием- царапаньем, с помощью которого удаляется необходимый припуск, затем процесс переводится в режим полирования, при котором производится пластическое деформирование и заглаживание неровностей, обеспечивающее минимальную шероховатость поверхности.

Процесс образования неровностей при доводке определяется геометрическими факторами, проявляющими свое действие при резании- царапаньи и пластическими деформациями металла поверхностного слоя.

Геометрические причины возникновения неровностей. При резании- царапании абразивные зерна прорезают в металле канавки, сечения в которых копируют форму и размеры абразивных зерен, процарапавших эти канавки, т.е. высота неровности при доводке геометрически непосредственно связана с зернистостью абразива.

При доводке в режиме резания- царапания, когда геометрические факторы имеют преобладающее влияние, удается уменьшить шероховатость поверхности только до 10-11-го класса.

Дальнейшее снижение шероховатости можно получить при переводе доводки в режим полирования.

Влияние пластических деформаций металла. Пластические деформации металла поверхностного слоя оказывают влияние на форму и размеры неровностей поверхности не только при доводке в режиме полирования, но также влияют и при доводке в режиме резания- царапанья со снятием определенного припуска.

При внедрении в металл абразивного зерна, имеющего неблагоприятную для образования стружки геометрическую форму (отрицательные передние углы, значительные радиусы округления вершин), происходит значительное деформирование металла. В этом случае только часть металла срезается зерном и удаляется с поверхности. Другая часть металла пластически выдавливается из царапины наверх, образуя "навалы" на ее краях, увеличивая высоту неровностей. Таким образом, при доводке в режиме резания- царапанья пластические деформации искажают форму и увеличивают размеры неровностей, возникающих под влиянием геометрических причин.

При доводке в режиме полирования пластические деформации металла являются фактором формирования неровностей. В результате давления закругленных вершин абразивных зерен на металл поверхностного слоя происходит пластическое деформирование неровностей поверхности, их сглаживание и перетекание металла выступов во впадины. Это изменяет форму и направление неровностей и позволяет уменьшить их величину до предельных значений.

При благоприятных условиях и правильно выбранных режимах (состав и размеры абразива, удельное давление, кинематика процесса и скорости относительных движений, состав СОЖ) доводка в режиме полирования может обеспечить уменьшение высоты неровностей до сотых долей микрона, т.е. в пределах 14б класса чистоты.