Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства изделия

Качество поверхности, прежде всего, определяется шероховатостью, волнистостью, и свойствами поверхностного слоя.

Шероховатость, в свою очередь, определяется методом обработки, свойствами материала заготовки, состоянием инструмента, режимами резания, применением СОЖ и др. Качество поверхности во многом определяет надёжность и долговечность изделия. Если построить график зависимости износа от времени, то различимы следующие стадии:

1. Приработка, характеризующаяся наибольшим износом;

2. Нормальная эксплуатация;

3. Интенсивный износ, приводящий к разрушению.

На качество поверхности оказывает влияние вид материала заготовки. Так, например, введение некоторых элементов в состав материала позволяет уменьшить или увеличить шероховатость. Для её уменьшения, в сталь вводят серу или углерод. Кроме этого, на качество поверхности влияет метод её получения, режимы обработки, жёсткость технологической системы и условия обработки.

Влияние режимов резания на шероховатость поверхности

С корость резания, за исключением процесса наростообразования, на шероховатость поверхности влияния не оказывает. Таким образом, для обеспечения заданного качества поверхности при обработке вязких материалов нужно работать в скоростях, исключающих диапазон наростообразования.

Глубина резания практически не влияет на шероховатость обработанной поверхности. Исключения составляют случаи малых глубин. Следует отметить, что при обработке заготовок с литейной коркой увеличение глубины резания приводит к повышению качества обрабатываемой поверхности, так как глубина превышает толщину корки.

Подача. В основном, именно она определяет шероховатость поверхности. При этом наиболее ярко зависимость проявляется при обработке однолезвийным инструментом (1). При обработке многолезвийным инструментом зависимость неярко выражена (2).

Влияние технологических факторов на шероховатость поверхности

В общем случае, шероховатость поверхности определяется как след режущего инструмента.

Поэтому шероховатость, а, следовательно, качество обработанной поверхности определяется геометрией режущего инструмента и качеством его режущих кромок. При этом наибольшее значение имеют углы в плане и радиус при вершине.

При обработке имеет место 2 вида шероховатости: поперечная, как след инструмента – в направлении движения подачи и продольная, как результат вибрации системы в процессе обработки – в направлении движения резания. Как правило, продольная шероховатость в 2-3 раза меньше, чем поперечная.

На шероховатость также влияет жёсткость технологической системы: чем больше податливость детали, тем больше шероховатость. Шероховатость во многом определяет эксплуатационные свойства изделия. Особенно проявляется её влияние при обеспечении жёсткости стыков, работе в условиях смазки и т.д.

После обработки фрезерованием и точением, контакт сопрягаемых поверхностей не превышает 10% общей площади. Посла развёртывания, при R=0,82,5 - площадь контакта достигает 40%. После алмазного точения – 63%, притирки и суперфиниширования – 85-90%.

Для каждого случая шероховатость должна быть оптимальной, так как на поверхностях с малой шероховатостью плохо удерживается смазка. Высокое качество после обработки накатыванием способствует появлению очагов коррозии.