7. Якість поверхонь деталей після механічної обробки

Ключові поняття: шорсткість, хвилястість, крок, профілограф, наклепка, профілометр зносостійкість,

7.1.Шорсткість, хвилястість і стан верхнього шару, як елементи характеристики якості поверхні деталей машин

Під якістю поверхонь деталей розуміють стан верхнього шару металу як результат впливу на нього комплексу технологічних методів.

Якість характеризується шорсткістю, хвилястістю, фізико-механічними властивостями поверхового шару, геометрією форми, В процесі механічної обробки під впливом ріжучого інструменту на поверхні металу зостаються виступи і впадини (гребінці), змінюється структура верхнього шару. Верхній шар зазнає пластичних деформацій, в результаті чого виникає наклепка, підвищується твердість, виникають внутрішні напруги.

Ступень наклепу металу і глибина проникнення залежить від режиму різання. При підвищенні подачі і глибині різання, товщина наклепаного шару збільшується, а при підвищенні швидкості різання навпаки, зменшується.

Відхилення обробленої поверхні за геометричними ознаками такі:

• мікрогеометрія (мікро нерівності) поверхні яка характеризується похибкою форми – відхилення від правильної геометричної форми (овальність, конусо- подібність, бочкуватість і т.п.)

• хвилястість поверхні, тобто сукупність нерівностей, які періодично чергуються з відносно великим кроком, який побільшує базову довжину, яка приймається при вимірюванні шорсткості.

• мікрогеометрія (мікро нерівності) поверхні тобто шорсткість, обумовлена наявністю гребінців і впадин. Величина (висота) мікро нерівностей характеризує шорсткість обробленої поверхні. Критерієм для розмежування хвилястості і шорсткості служить відношення кроку L до висоти виступу нерівності H L|H < 50 – шорсткість; L|H = 50 -1000 – хвилястість, L|H >1000 – відхилення форм.

Під шорсткістю поверхні , яку одержують в результаті обробки, розуміють сукупність нерівностей з відносно малим кроком, які утворює рельєф поверхні в межах дільниці, довжина котрої залежить від характеру поверхні і дорівнюється базовій довжині.

Базовою довжиною L є так звана середня лінія профілів, яка проведена таким чином, що сума квадратів відстаней точок до цієї ліні мінімальна в межах базової довжини, Базова довжина L– довжина лінії, в межах якої робиться оцінка параметрів шорсткості (s= 0.01 до 0.25 мм.) Мал.20

R_а – середньоарифметичне відхилення профілю дорівнює середньому арифметичному із абсолютних значень відхилень профілю h від середньої лінії в межах базової довжини L.

або приблизно і означається на кресленні

R_z - вишина нерівностей по десяти точкам – це середня відстань між п’ятьма вищими h_макс точками і п’ятьма низькими точками h_мін профілю в межах базової довжини L

і позначається на кресленні знаком

Шорсткість також характеризується і іншими параметрами. однак параметри R_Z і R_а - являються основними параметрами, які характеризують якість обробленої поверхні. Але, для повної характеристики застосовують ще і інші параметри:

R_макс - найбільша висота нерівностей і означається на кресленні

S_m - середній крок нерівностей – середнє значення нерівностей в межах базової довжини, S_m =

S - середній крок по вершинах нерівностей в межах базової довжини;S=

- опорна довжина профілю – сума довжин відрізків, які відсікають на виступах профілю лінією еквідістантній середній лінії, в межах базової довжини L.

де b_s - довжина відрізку, який відсікає на виступі профілю, лінією еквідістантної середньої лінії в межах базової довжини;

t _{р –} відносна опорна довжина профілю – відношення опорної довжини профілю до базової довжини у відсотках.

Означення цих параметрів на кресленні показано на Мал.19

Вимірювання R_Z і Rа повинно проводитись в

напрямку, яке дає найбільше їх значення, якщо в технічних умовах не вказано визначений напрямок шорсткості, то вимірюють в напрямку подач

Мал.19. Означення параметрів

шорсткості на креслені

рис.20.Мікрорельєф обробленої поверхні