1.2. Точность поверхности.

Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали заданным размерам и форме. В большинстве случаев форма деталей определяется комбинацией известных геометрических тел: цилиндрических, конических, плоскостей и т. д. Существуют следующие критерии соответствия детали заданным требованиям: точность формы; точность размеров поверхностей детали; точность взаимного расположения поверхностей.

Отклонения формы и расположения поверхностей регламентируются ГОСТом. Наиболее часто встречающиеся из них:

• отклонения от плоскостности: выпуклость; вогнутость;

• отклонения от круглости: овальность; огранка.

• отклонения профиля продольного сечения: конусообразность; бочкообразность; седлообразность.

Отклонения расположения характеризуется отклонением реального расположения поверхностей (осей) от их номинального расположения: торцовое биение; радиальное биение; неперпендикулярность осей или оси и плоскости; непараллельность оси вращения и плоскости; несоосность.

Отклонение параметров реальных поверхностей детали от заданных на чертеже называется погрешностью обработки.

В состав погрешности обработки входят:

• погрешность работы станка, возникающая вследствие неточности кинематической схемы станка и его отдельных узлов;

• погрешность настройки, складывающаяся из:

• неточности настройки режущего инструмента;

• износа режущего инструмента;

• упругих деформаций технологической системы станок—приспособление—инструмент—деталь;

• температурных деформаций узлов станка, обрабатываемой заготовки и режущего инструмента.

1.3. Влияние на точность обработки других факторов

В процессе резания звенья технологической системы нагреваются, что приводит к возникновению температурных погрешностей. Выделение тепла при резании приводит к нагреву заготовки, причём - чем она длиннее, тем неравномернее она нагревается, изменяется её форма и размеры. Кроме того, при работе станка выделяется теплота из-за трения в узлах и подшипниках, вследствие чего нагреваются детали станка и его механизмы.

Большое влияние на точность обработки оказывает размерный износ режущего инструмента в направлении нормали к обрабатываемой поверхности.

1.4. Шероховатость поверхности

Шероховатостью поверхности называется совокупность микронеровностей, образующих рельеф поверхности в пределах участка, длина которого равна базовой длине.

В большинстве случаев шероховатость поверхности определяется одним из параметров R_a или R_z (рис.2).

Рис.2. К определению параметров шероховатости R_a и R_z.

Высота неровностей профиля по десяти точкам R_z является суммой средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин в пределах базовой длины, измеренных от произвольной линии АВ:

(1)

Среднее арифметическое отклонение профиля R_a – это среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля y_i от средней линии m в пределах базовой длины:

(2)

На возникновение шероховатости влияют три группы факторов:

• расположение режущих кромок инструмента, относительно обрабатываемой поверхности;

• упругая и пластическая деформация обрабатываемого металла;

• вибрации в технологической станочной системе.

Образование неровностей на обработанной поверхности является следом от движения режущих кромок инструмента (рис.3).

Рис.3. Механизм возникновения шероховатости при точении

На образование регулярного профиля влияет геометрия резца, в частности – углы в плане, а так же величина подачи S. Их влияние описывается формулой

. (3)

В реальном процессе резания впереди резца и под обработанной поверхностью образуется зона пластической деформации, которая вносит некоторую погрешность в регулярный профиль. Пластически деформированный металл в отдельных местах как бы наволакивается на микронеровности, а где-то вырываются отдельные куски металла. Потому реальное значение R_z может быть записано как:

, (4)

где - приращение высоты микронеровностей, вызванное пластической деформацией металла.

Следовательно, чем меньше пластическая деформация, тем меньше высота микронеровностей. Величина пластической деформации зависит, в большей степени, от твёрдости обрабатываемого материала и, в меньшей — от глубины резания t.

Шероховатость поверхности оценивают двумя методами.

Качественный метод оценки основан на визуальном сопоставлении обработанной поверхности с эталоном невооруженным глазом или под микроскопом, а также по тактильным ощущениям. Визуальным способом можно точно определять шероховатость, за исключением весьма тонко обработанных поверхностей. Эталоны, применяемые для оценки шероховатости поверхности визуальным способом, изготовлены из тех же материалов, с такой же формой поверхности и тем же методом, что и деталь.

Количественный метод оценки заключается в измерении микронеровностей поверхности с помощью приборов: профилографов и профилометров.