Грапавост на повърхността след обработка. Грапавост на повърхността по време на струговане Грапавост на обработка
Повърхността на дървената част винаги има неравности. различни формии височини, образувани при обработката.
На повърхността на дървесината, получена в резултат на обработката, се разграничават следните неравности от различен произход (фиг. 7): рискове, неравномерност на разрушаване, неравномерност на еластичното възстановяване по годишните слоеве на дървесината, структурни неравности, космат и мъх.
Рисковеса следи, оставени върху третираната повърхност от работните части на режещите инструменти (зъби на триони, режещи ножове и др.). Рисковете имат формата на хребети и жлебове (фиг. 7, а), дължащи се на геометричната форма на зъбите на триона, или периодично повтарящи се издигания и вдлъбнатини (фиг. 7, б), които са следствие от кинематичния процес на рязане по време на цилиндрично фрезоване (кинематична вълнообразност).
Нередности на унищожаване(Фиг. 7, в) са чипове и разкъсвания на цели участъци от повърхността на дървото и получените вдлъбнатини с неравномерно дъно. Вдлъбнатините и разкъсванията винаги са ориентирани по протежение на влакната и придружават възли, наклон на влакната, къдрици и къдрици.
Нередности в еластичното възстановяване(Фиг. 7, г) се образуват в резултат на неравномерно еластично компресиране на повърхностния слой на дървесината от режещ инструмент в области с различна плътност и твърдост. Годишните слоеве дървесина, които се различават по плътност и твърдост, се възстановяват по различен начин след преминаването на фрезата, което води до неравна обработваема повърхност.
Структурни нередности(Фиг. 7, д) са вдлъбнатини с различни форми, размери и местоположение, получени върху повърхностите на продукти, пресовани от дървесни частици, и определени от метода на производство на тези продукти и местоположението на частиците.
окосмяване- това е наличието на повърхността на обработката на често разположени ненапълно разделени дървесни влакна (влакна), мъхестост- ненапълно разделени снопове от влакна и малки частици от дърво.
Грапавостта на обработваната повърхност се характеризира с размерните показатели на неравностите и наличието или липсата на мъх или мъх. Установени са изисквания за грапавост на повърхността (GOST 7016-75), без да се вземат предвид нередностите, причинени от анатомичната структура на дървото (вдлъбнатини, образувани от кухините на изрязани съдове), както и без да се вземат предвид случайни дефекти на повърхността (стружка, разкъсване, издълбавам).
Грапавостта на повърхността се определя от средноаритметичната стойност Rz max на максималните височини на неравностите и се изчислява по формулата: (2)
където H max 1 H max 2 ,.., H max n - разстояния от върха на билото до дъното на вдлъбнатината; n е броят на измерванията (за мебелни продукти пет се монтират на части с площ до 0,5 m2 и десет на части с площ над 0,5 m2).
В зависимост от числената стойност на Rz max се установяват класове на грапавост:
Класове......1-ви 2-ри 3-ти 4-ти 5-ти 6-ти 7-ми 8-ми 9-ти 10-ти 11-ти 12-ти Rz max, µm не повече...1600 1200 800 500 320 200 100 60 32 16 8 4
Стойността на Rz max характеризира само височината на неравностите и не отразява наличието или отсъствието на косми и мъх върху третираната повърхност. Косматостта и мъха се стандартизират, като се посочва дали са приемливи или неприемливи върху третираните повърхности. Не се допуска окосмяване по повърхността на дърво и материали на основата на дървесина, ако параметърът на грапавостта Rz max: има стойност по-малка от 8 микрона. Не се допуска мъх по повърхността на дърво и дървени материали, ако параметърът на грапавостта Rz max е по-малък от 100 микрона. Наличието на космат и мъх се определя визуално.
За контролиране на грапавостта на повърхността в лабораторни условияизползват се микроскопи МИС-11 и ТСП-4 и индикаторен дълбокомер. Методът за определяне на грапавостта на повърхността е установен от GOST 15612-70.
В цехови условия се използват специално изработени стандарти за сравнителна визуална оценка на грапавостта на повърхността. Всеки стандарт е направен от същия вид дървесина и обработен със същия тип рязане като контролираните части. Стандартите трябва да бъдат иззети от заводската лаборатория и заменени с нови, когато остареят.
Влиянието на различни фактори върху грапавостта на обработваната повърхност. Височината и формата, както и естеството на местоположението на неравностите върху повърхностите на обработваните детайли зависят от редица причини: състоянието на машините и инструментите, остротата и геометрията на фрезата, посоката на рязане спрямо посоките на дървесните влакна, ъгъла на монтиране на фрезата, дебелината на стружките и скоростта на рязане. В допълнение, грапавостта на повърхността зависи от анатомична структурадърво
Грапавостта на повърхността се влияе от вибрации в системата машина-инструмент-заготовка, което възниква поради недостатъчна твърдост на машината. Тъй като машината се износва и особено поради неравномерно износване, вибрациите се увеличават, увеличавайки размера на неравностите.
Ефектът от вибрациите може да бъде частично намален чрез превантивна поддръжка на машината, за да се увеличи нейната твърдост, ако е под установената норма.
Когато рендосвате с ръчен инструмент, острието на рендето може да вибрира, ако не е здраво закрепено. В този случай ножът ще остави неравности върху обработваната повърхност. Вибрацията на ножа в самолета се елиминира чрез ремонт на самолета, както и чрез надеждно закрепване на ножа.
Остротата на ножа оказва голямо влияние върху качеството на рязане, т.е. способността му да образува нови повърхности с дадена грапавост в дървото при рязане.
Колкото по-остро е острието, толкова по-високо е качеството на рязане, т.е. толкова по-ниска е грапавостта на обработваната повърхност.
Истинският нож не може да бъде абсолютно остър (фиг. 8, а). При заточване на нож, когато абразивът се приближи до острието, върхът на острието се начупва. Освен това, колкото по-малък е ъгълът на заточване на ножа, толкова повече по-голяма дължинанастъпва разцепване. Раздробяването на острието се намалява чрез изправяне на режещите ръбове с точилен камък. След редактиране острието има заоблена форма (фиг. 8, b).
Острието, получено при заточване, и геометричната форма на ножа се променят по време на работа. Фрезата се затъпява (фиг. 8, в), в резултат на което режещата му способност намалява.
Има два етапа на притъпяване. Първият етап е разрушаването и закръгляването на върха на острието, тъй като силата на фрезата в зоната на контакт с дървото е ниска.
Радиусът на кривината на върха на острието се увеличава, докато ножът работи. Освен това, за фрези с еднакъв ъгъл на рязане, но с различни ъгли на заточване pβ за едно и също време на работа, радиусът на затъпяване ще бъде по-голям за фреза с голям ъгъл на заточване (фиг. 9).
Следващият етап на тъпота е износването на режещите повърхности в резултат на триенето на тези повърхности в дървото. Предният и задният ръб на фрезата се износват най-много.
Режещата способност на фрезите се увеличава чрез използване на високоякостни и устойчиви на износване материали за тяхното производство и чрез избор на оптимални ъгли на заточване.
Посоката на рязане спрямо посоките на дървесните влакна, ъгълът на монтиране на фрезата и дебелината на чиповете са взаимосвързани фактори, които определят качеството на обработваната повърхност. При рязане на дървесина по протежение на влакното са възможни два случая на образуване на стружки: със и без напреднала пукнатина.
Напреднала пукнатина (фиг. 10) се образува още в началния период на работа на фрезата. Когато фрезата се вкара в дървото, след известно уплътняване на стружките от предния ръб на фрезата, фрезата започва да издърпва стружките от останалата част от дървото. В същото време чиповете се огъват. Когато връзката между дървесните влакна достигне якостта на опън на дървесината през зърното, стърготини започват да се отлепват и се образува напреднала пукнатина. Дължината на водещата пукнатина се увеличава с увеличаване на дебелината на чипа.
Скоростта на разпространение на напреднала пукнатина винаги е по-висока от скоростта на рязане. Следователно, след образуването на напреднала пукнатина, режещият ръб не работи. През този период режещата повърхност се формира от предния ръб на ножа чрез отделяне на стружки от детайла; режещият ръб само изглажда повърхността, образувана от ръба. Тъй като стружките се образуват чрез откъсване, а не директно от острието, качеството на повърхностното покритие е лошо. В допълнение, при рязане срещу влакното, напреднала пукнатина, разположена в равнината на влакното, може да причини разкъсване на дървесни влакна, водещо до скрап.
За намаляване вредно влияниеАко напреднала пукнатина повлияе на качеството на обработваната повърхност, е необходимо да се създаде опора за дървесни влакна близо до острието (фиг. 11). В резултат на опората на дървесните влакна, стружките се чупят с напредването на фрезата. Счупването на стърготини се случва близо до ръба на опорния елемент, следователно, колкото по-малка е междината между ръба и режещото острие, толкова по-малка е границата за развитие на напреднала пукнатина. Този метод се използва например при рендосване с ръчни рендета.
Повечето високо качествоповърхността за обработка се получава с тънки чипове, когато дължината на елемента на чипа l e е малка. За получаване на чипове с малка дължина на елемента се използват ръчни стружки с двоен нож и специални стружкочупачи.
При рязане на дърво по протежение на зърното без образуване на напреднала пукнатина, качеството на обработваната повърхност е високо, тъй като режещата повърхност се формира от режещия ръб. Ако те режат по протежение на влакната и успоредно на тях (ъгълът на среща е нула), тогава при рязане на тънки чипове и малък ъгъл на рязане не се появява напреднала пукнатина, тъй като за резачката е по-лесно да огъне чиповете, отколкото да разкъса дървото. В този случай качеството на обработваната повърхност се повишава с намаляване на ъгъла на рязане.
Въпреки това, обработените детайли имат разнородна структура на дървесна текстура, така че когато големи стойностиъгъл на срещане, особено в области със структурни дефекти в дървото, ще се появят издърпвания на влакна, което води до дефекти. В допълнение, намаляването на ъгъла на рязане е свързано с намаляване на ъгъла на заточване, което намалява силата на ножа.
Рязане без образуване на напреднала пукнатина също е възможно чрез изместване на слоевете стърготини спрямо слоевете дървесина под режещата повърхност, т.е. с надлъжно свиване на стърготини.
Надлъжното свиване на стружките възниква, когато предният ръб на фрезата, премествайки стружките пред себе си, ги компресира по протежение на влакната и ги превръща в уплътнен слой, изолиран от детайла. Режещата способност на фрезата се използва напълно, когато ъгълът на рязане е 70° и дебелината на чипа е малка. При тези условия се осигурява високо качество на режещата повърхност различни значенияъгъл на среща на резеца с влакната. Рязане с надлъжно свиване на чипове се използва, например, при рендосване с ръчна равнина.
При рязане на дърво до края качеството на повърхностната обработка е ниско. Под повърхността на обработката дървесните влакна се огъват и разтягат и се образуват пукнатини по посока на влакната (фиг. 12). Качеството на обработка при равни други условия е по-високо, когато дебелината на стружката и ъгълът на рязане са малки.
При рязане на дървесина напречно на зърното, докато ножът се движи, се образуват чипове (фиг. 13, а) или откъсващи се чипове (фиг. 13, b) с къса водеща пукнатина. Качеството на повърхността за обработка по време на образуването на чипове е доста високо. Когато чипът се отчупи, повърхността става много грапава, с образуване на неравности при счупване.
Качеството на обработка при високи скорости на рязане винаги е по-високо от обработката със същия тип рязане, но при ниски скорости. Следователно, за да се повиши класът на грапавост на обработваната повърхност, е необходимо да се увеличи скоростта на рязане в рамките на техническите възможности на машината, което едновременно води до увеличаване на производителността на машината.
Класове на грапавост на повърхността при различни видовестандарти за обработка и грапавост.При обработка на дървесина чрез рязане на машини и с ръчни инструменти е възможно да се получат повърхности с различни класове на грапавост в зависимост от режимите на обработка, състоянието на инструмента и обработваната дървесина.
Класове на грапавост на повърхността за различни видове обработка:
Надлъжно грубо рязане: на лентови триони.................................................. .5-2 на циркулярни триони..............................4-2 ръчни триони........ ........................ ....3-2 Надлъжно крайно рязане: на циркулярни триони............ ..................8-4 с ръчни триони..... ................... ............6-4 Напречно грубо рязане: на циркулярни триони.................................. .4-3 ръчни триони..................................3-2 кръстосани рязане довършително рязане: на циркулярни триони................................7-4 с ръчни триони. .................................5-3 Грубо фрезоване ......... .. .................7-5 Крайно фрезоване ........ ...9-6 Пробиване на дупки, издълбаване на гнезда на машини...8-6 Ръчно пробиване на отвори.................. .7-5 Ръчно издълбаване на гнезда с длета.............4-2 Струговане: грубо.................. . ..............7-4 завършване................................ ..............10-7 Ръчно рендосване с черхебел..................6-5 Ръчно рендосване с ренде, фуги ..............8-5 Колоездене с ръчни цикли: грубо.................................. ......... .............9-8 завършване ........................ ........... 11-10 Шлифоване на машини: грубо обработване. ......... 8-6 завършване .................................. ...... .....10-9 Шлайфане на ръка...................12-8
Дадените класове на грапавост могат да бъдат получени при средни условия на работа на машини, при нормално състояние на инструмента и дървото. Класът на грапавост при обработка с шерхебел е даден, без да се взема предвид вълнообразността, причинена от формата на шерхебеловия нож.
Изискванията за грапавост на повърхността при производството на мебели се диктуват от предназначението на частите и естеството на последващата обработка.
Грапавостта на необработени повърхности на мебели, видими по време на работа и невидими, но в контакт с обекти по време на работа, трябва да бъде не по-ниска от 8-ми клас, други невидими - не по-ниска от 6-ти.
Крайното струговане в инсталациите за тежко машиностроене често се извършва с помощта на същите режещи и режещи инструменти като оголването. Приблизителните подавания на фреза в зависимост от необходимата грапавост на обработваната повърхност са посочени в табл. 26. Таблица 26 Приблизителни подавания в зависимост от необходимата грапавост Въпреки това, при обработка на големи повърхности, този метод на обработка често не може да осигури 6-7 класа чистота и в същото време 2-3 класа на точност. Факт е, че под въздействието на износването на фрезата, грапавостта и диаметърът на детайла се увеличават и при продължителна работа на фрезата надхвърлят границите на допустимите отклонения. За да се забави износването на фрезата, е необходимо да се намали нейният път по обработената повърхност, което може да се постигне само чрез увеличаване на подаването. Следователно в такива случаи често е изгодно да се работи с широки довършителни фрези, изработени от високи -скоростна стомана (фиг. 42, а, б). Използват се за обработка на валцовани шийки, зъбни валове и др., като същевременно се постигат степени на грапавост v6-v7. Режимите на рязане при работа с тези ножове и възможният клас на точност на обработка са посочени в табл. 27.Таблица 27 Условия на рязане и точност на обработка при работа с широки довършителни фрези 
В някои случаи е възможно да се работи при подаване 30-40 мм/об. Дълбочината на рязане трябва да бъде не по-малко от 0,02 mm при последното минаване и не повече от 0,15 mm при първото минаване. 
Фиг. 42. Широк довършителен фреза (а) и схема на монтажа му на машината (б). Дължината на режещия ръб на ножа се приема 80 - 100 mm. От двете му страни на дължина приблизително 10 mm с помощта на точило се запълват входящите и връщащите конуси (фиг. 42, а). Геометрията на фрезата се избира в зависимост от свойствата на обработваната стомана (Таблица 28) Геометрия на широка крайна фреза в зависимост от якостта на опън на стоманата 
Фрезите се вкарват плътно в гнездото на пружинния държач (фиг. 42, b). Желаната степен на еластичност на държача се постига с помощта на дървена лента, забита в жлеба на държача. Режещият ръб на фрезата е монтиран под оста на детайла. Това елиминира вибрациите и предотвратява подхващането на ножа. Освен това, както показва дълголетието; опит, по-високо качество на обработката се осигурява при работа на обратното въртене на шпиндела (фиг. 42, б). 43, c). За да се получи клас 6-7 чистота, такива фрези се експлоатират при t<=0,1 мм, s= 1 - 1,5 мм/об, v = 150 - 200 м/мин . Длина
дополнительной режущей кромки делается от 1,5 до 2s. Эти резцы дают
производительность в 2—3 раза выше по сравнению с резцами без
дополнительной режущей кромки.Наиболее высокую
производительность труда достигают при работе широкими
твердосплавными резцами (фиг. 43, а). Поверхности в несколько
квадратных метров могут быть обточены такими резцами за 20—25
мин. . Эти резцы могут применяться на токарных и карусельных
станках при обточке прокатных валов, роликов, шестерен, бандажей и
других деталей, изготовляемых из стали и отбеленного чугуна.Для получения
поверхности по 7—8 классу необходимо работать при v >150 м/мин. Най-добри резултатисе постигат при v=250 - 300 m/min. Въпреки това, практически осъществимите скорости на рязане обикновено не надвишават 100 m/min и следователно грапавостта на повърхността не е по-висока от клас 6 на чистота. Но след кратко шлайфане с шлифовъчна кърпа е относително лесно да получите седма степен. Грапавостта на обработената повърхност се влияе значително от: съотношението на дължината на правия участък на режещия ръб l към подаването s (фиг. 43а), дълбочината на рязане t, правилната инсталация на фрезата, качеството и геометрията на неговото заточване. Колкото по-високо е съотношението t/s, толкова по-ниска е грапавостта на обработената повърхност.<=0,1 мм. Стойкость широких резцов весьма
незначительно зависит от величины подачи. Наиболее часто s = 5 -
10 мм/об.
Все неровности
режущей кромки широкого резца копируются на обработанной поверхности.
Поэтому необходима доводка передней и задней поверхностей до 9—10
класса чистоты. Завалы режущей кромки недопустимы. При установке
резца необходимо добиваться, чтобы участок режущей кромки на длине l
был строго параллелен образующей детали.
Опыт показывает,
что величина переднего и заднего углов широкого твердосплавного резца
практически не влияет на микрогеометрию поверхности. Задний угол
рекомендуется делать 20°, а передний выбирать в зависимости от
твердости обрабатываемой стали в пределах от -5 до + 10°. Причем,
для стали с твердостью Hb =>При t/s = > 3 се постига оценка 7-8, при t/s = 2 - степен 1,5-6. Дълбочината на рязане t трябва да се вземе въз основа на условията на твърдост на системата машина-заготовка-резачка.<250 =+10°.
Однако следует
иметь в виду, что при работе широкими твердосплавными резцами часто
возникают вибрации, из-за чего такие резцы не получили значительного
распространения. Интенсивность вибраций очень сильно повышается с
увеличением длины режущей кромки. Поэтому в тех случаях, когда
виброустойчивость обычного широкого резца (фиг. 43,а) оказывается
недостаточной, применяются широкие резцы с меньшей длиной режущей
кромки (фиг. 43,б) или проходные резцы с дополнительной режущей
кромкой (фиг. 43, в).
Посадочные
отверстия корпусных деталей в подавляющем большинстве случаев
обрабатываются путем растачивания на горизонтально-расточных станках.
Расточные станки обладают меньшей виброустойчивостью, чем токарные, и
меньшей жесткостью системы станок — деталь — инструмент.
Поэтому растачивание, как правило, производится обычными проходными
резцами с углом Определяя
оптимальные геометрические параметры расточного резца, необходимо
учитывать уменьшение переднего угла, вызываемое установкой резца выше
центра. В связи с этим рекомендуется для расточных резцов передний
угол делать равным 15° при наличии фаски на передней поверхности
f=0,2 - 0,3 мм, расположенной под отрицательным передним углом—2°.
Остальные геометрические параметры резца рекомендуются следующие:Работая такими
резцами при t<= 0,25 мм, s = 0,1-:- 0,3 мм/об и v= 150 -:- 250
м/мин, можно достичь второго класса точности и шероховатости,
соответствующей 6—7 классу .
Обикновено t
300 = -5°, а за стомана с твърдост Hb
Обозначаване на грапавостта на повърхността в чертежите
Таблица 3.1
*Грубото шлайфане се използва като предварителна обработка на повърхностите на отливки и изковки, без да се спазват допустими отклонения в размерите. **Този метод не подобрява точността на размера, получен при предишна обработка.При обработката на детайли с ножови инструменти грапавостта на повърхността до голяма степен зависи от скоростта на рязане и подаването. На фиг. 3.5, 1 А 2 показва ефекта на скоростта на рязане върху грапавостта на повърхността при струговане на стомана (крива
) и чугун (крива ). След струговане на стоманен детайл със скорост на рязане около 20 m/min (крива 1) се наблюдава най-голяма грапавост, която е свързана с явлението на активно образуване на натрупан ръб върху режещата част на фрезата. При скорости на рязане над 80 м/мин образуването на натрупан ръб на практика спира. Освен това, при високи скорости на рязане, дълбочината на пластично деформирания слой е значително намалена, което също намалява грапавостта на повърхността.На фиг. 3.5,
b
показва зависимостта на грапавостта на повърхността от подаването при завъртане на детайл от стомана 45 с фреза с радиус на върха 2,5 mm. Фигурата показва, че промените в малките подавания (до 0,2 mm/rev) имат малък ефект върху промяната в грапавостта на повърхността. Но при преминаване към диапазон на подаване над 0,2 мм/об, микрограпавостта на обработваната повърхност се увеличава по-интензивно.
Състоянието на режещата част на инструмента оказва значително влияние върху грапавостта на повърхността: микрограпавостта на режещия ръб на инструмента влошава грапавостта на обработваната повърхност; това е особено забележимо при обработка с протяжки, райбери или широки фрези. Затъпяването на режещия инструмент води до увеличаване на грапавостта на обработваната повърхност.
При обработка на детайли с абразивен инструмент, грапавостта на повърхността намалява с намаляване на размера на зърното и увеличаване на твърдостта на шлифовъчното колело, увеличаване на скоростта на рязане и намаляване на надлъжното и напречното подаване.
При обработка на стомана с високо съдържание на въглерод (C > 0,5%) се получава по-чиста повърхност, отколкото при обработка на нисковъглеродна стомана.
Използването на режеща течност подобрява грапавостта на обработваната повърхност. В същото време животът на инструмента се увеличава. На фиг. Фигура 3.6 показва (според К. С. Колев) ефекта от охлаждането върху микрогеометрията на повърхността при струговане на стомана X4N с високоскоростен фреза при подаване С= 0,67 мм/об: 1 - обръщане без охлаждане; 2 - охлаждане с водна емулсия (0,5% сода и 0,1% сапун).
Твърдостта на технологичната система значително влияе върху грапавостта и вълнообразността на повърхността. Така например при завъртане на нетвърд вал с монтаж върху центрове най-голямата грапавост на повърхността се получава приблизително в средната част по дължината на вала. Недостатъчната твърдост на системата може да причини вибрации по време на рязане и в резултат на това образуването на вълнообразна повърхност.
ориз. 3.6. ориз. 3.7.
Физическите и механичните свойства на повърхностния слой на детайлите и детайлите до голяма степен зависят от влиянието на топлинните и силовите фактори по време на обработката. Повърхностният слой на обработения стоманен детайл се състои от три зони (фиг. 3.7): аз– зони на изразена деформация, характеризиращи се с изкривяване на кристалната решетка, смачкване на зърна и повишена твърдост; II– зона на деформация, характеризираща се с удължени зърна и намаляване на твърдостта в сравнение с първата зона; III -преходна зона (зона на постепенен преход към структурата на основния метал).
Първоначалните стоманени заготовки, получени чрез коване, леене или валцуване, имат повърхностен слой, състоящ се от обезвъглеродена зона и преходна зона, т.е. зона с частично обезвъглеродяване. Например заготовките, получени чрез горещо щамповане, имат обезвъглероден слой в диапазона 150-300 микрона, а тези, получени чрез свободно коване - от 500 до 1000 микрона.
При обработка на стоманени детайли чрез рязане дълбочината на деформация се простира до 100-300 микрона. За детайлите от чугун дълбочината на деформация е незначителна (до 15 микрона).
При механична обработка на металите деформацията на повърхностния слой е придружена от втвърдяване (втвърдяване) на този слой. С увеличаване на дълбочината на рязане и подаването се увеличава дълбочината на закаления слой. Така например при грубо струговане дълбочината на втвърдяване е 200-500 микрона, при окончателно струговане 25-30 микрона, при шлайфане 15-20 микрона и при много фина обработка 1-2 микрона.
ориз. 3.8. ориз. 3.9.
С увеличаване на скоростта на рязане дълбочината на работното втвърдяване намалява. Това се обяснява с намаляване на продължителността на въздействието на силите на рязане върху деформирания метал. На фиг. 3.8 показва (по К. С. Колев) влиянието на скоростта на рязане vпри струговане на стомана ZOKHGS (крива 1 ) и стомана 20 (крива 2 ) за втвърдяване N d.
При шлайфане на детайли доминиращият фактор е термичният, който предизвиква появата на напрежение на опън в повърхностния слой на обработвания метал. На фиг. 3.9 показва диаграма на разпределението на остатъчните напрежения σ след смилане в дълбочина чповърхностен слой (крива 1 ). Появата на напрежения на опън е свързана с бързо нагряване на повърхностния слой в зоната на контакт между метала на детайла и шлифовъчното колело. След преминаване на шлифовъчното колело, повърхностният слой, охлаждайки, има тенденция да се свива, причинявайки напрежения на опън. При шлайфане с втвърдяване (т.е. с последващо изключване на надлъжното подаване) напреженията на опън значително намаляват, а напреженията на натиск се увеличават (крива 2 ).
Вече почти четвърт век нашата компания предоставя Санкт Петербургразнообразие от услуги, включително шлайфане на вали други части, като ги изработва по чертежи или мостри на клиента. С нашите възможности в шлайфане на вали други подробности, които можете да намерите. Лесно, по имейл или факс!
Основни параметри на грапавостта
Под грапавостповърхности на част разбират численото показване на големината на микрограпавостта на повърхността в микрони, показващо отклонението от идеалната повърхност.
Използват се главно 2 параметъра за грапавост на повърхността:
- Р а . Средно аритметично отклонение на профила.
- Rz . Височина на профилните неравности в 10 крайни точки.
Можете да видите приблизителното съотношение на тези параметри в тази таблица:
В същата таблица можете да видите приблизителното съотношение между текущо използваните параметри на грапавостта и използваните преди това показатели за клас на грапавост и група на чистота („триъгълници“).
На практика, като правило, грубата обработка се обозначава с параметъра R z 320-20, по-фината обработка с R a 2,5-0,025 (дори по-фината обработка също обикновено се обозначава с параметъра R z 0,1-0,025).
Стойностите на грапавостта за обозначаване в чертежите са избрани от стандартизирана серия:
Изборът на стойността на грапавостта е доста тясно свързан с точността на произвеждания продукт - той, както и с характеристиките на свързващата част.
Обозначаване на грапавостта при шлифоване на валове и др
Обозначаване на грапавост при шлайфане на вали други подробности са се променяли много пъти:
От 2012 г. обозначението „R a“ под знака за грапавост е задължително. Преди това, ако, например, когато шлайфане на вал, видяхме само числото 0,32 над знака за грапавост; по подразбиране се предполага, че това обозначение означава R a 0,32.
Знакът a означава грапавост, методът за получаване на която не се определя от дизайнера. Знакът b показва повърхности, които трябва да бъдат обработени чрез премахване на слой метал (фрезоване, смиланеи т.н.). Повърхностите, обозначени със знака c, се получават без премахване на металния слой (коване, леене и др.).
Този знак обозначава грапавостта на еднакво обработени повърхности, които образуват затворен контур (например всички лица на паралелепипед).
Повърхностите с немаркирана грапавост трябва да бъдат направени с грапавостта, посочена в горния десен ъгъл на чертежа.
Достижими параметри на грапавост при шлайфане на валове
По предварителен шлайфане на вали други части, обикновено достигат параметри на грапавост R a 2,5-1,25.
При завършване шлайфане на валсе постигат параметри R a 0,63-0,16.
Грапавостта на повърхността е индикатор, който обозначава определено количество данни, характеризиращи състоянието на грапавостта на повърхността, измерена в ултра-малки сегменти при основна дължина. Набор от индикатори, показващи възможната ориентация на посоките на грапавостта на повърхността с определени стойности и техните характеристики, е посочен в нормативните документи GOST 2789-73, GOST 25142-82, GOST 2.309-73. Наборът от изисквания, посочени в нормативните документи, се прилага за продукти, произведени с различни материали, технологии и методи на обработка, с изключение на съществуващите дефекти.
Висококачествената обработка на частите може значително да намали повърхностното износване и появата на корозия, като по този начин повишава точността на сглобяване на механизмите и тяхната надеждност при продължителна работа.
Основни обозначения
Грапавостта на изследваната повърхност се измерва върху допустимо малки площи и следователно базовите линии се избират, като се вземе предвид параметърът за намаляване на влиянието на вълнообразното състояние на повърхността върху промените в параметрите на височината.
Неравностите на повечето повърхности възникват поради получените деформации на горния слой на материала по време на обработка с различни технологии. Очертанията на профила се получават при преглед с диамантена игла, а отпечатъкът се записва върху профилограма. Основните параметри, характеризиращи грапавостта на повърхността, имат специфично буквено обозначение, използвано в документацията, чертежите и получено при измерване на части (Rz, Ra, Rmax, Sm, Si, Tp).
За измерване на грапавостта на повърхността се използват няколко определящи параметъра:
Използват се също параметрите на стъпката Sm и Si и референтната дължина на изследвания профил tp. Тези параметри са посочени, ако е необходимо да се вземат предвид условията на работа на частите. В повечето случаи за измервания се използва универсалният индикатор Ra, който дава най-пълната характеристика, като се вземат предвид всички точки на профила. Стойността на средната височина Rz се използва, когато възникнат трудности при определяне на Ra с помощта на инструменти. Такива характеристики влияят на устойчивостта и устойчивостта на вибрации, както и на електрическата проводимост на материалите.
Стойностите на дефиницията на Ra и Rz са посочени в специални таблици и, ако е необходимо, могат да се използват при извършване на необходимите изчисления. Обикновено детерминантата Ra се посочва без цифров символ; други индикатори имат необходимия символ. Съгласно действащите разпоредби (GOST) има скала, която дава стойностите на грапавостта на повърхността на различни части, които имат подробно разпределение в 14 специални класа.
Има пряка връзка, която определя характеристиките на обработваната повърхност; колкото по-висок е показателят за клас, толкова по-малко важна е височината на измерваната повърхност и толкова по-добро е качеството на обработката.
Методи за контрол
За контрол на грапавостта на повърхността се използват два метода:
- качествен;
- количествен.
При извършване на качествен контрол се извършва сравнителен анализ на повърхността на работния тест и стандартните проби чрез визуална проверка и чрез докосване. За извършване на изследването се произвеждат специални комплекти повърхностни проби, които имат рутинна обработка в съответствие с GOST 9378-75. Всяка проба е маркирана с индекса Ra и метода на въздействие върху повърхностния слой на материала (шлайфане, струговане, фрезоване и др.). С помощта на визуална проверка е възможно да се характеризира доста точно повърхностния слой с характеристики Ra = 0,6-0,8 µm и по-високи.
Количественият контрол на повърхността се извършва с помощта на инструменти, използващи различни технологии:
- профилометър;
- профильор;
- двоен микроскоп.
Класификация на повърхността
При определяне на характеристиките на повърхностния слой на материала е необходимо да се класифицират:
Регулаторните данни се съдържат и в GOST 2.309-73, в съответствие с които обозначенията се прилагат към чертежите и съдържат характеристиките на повърхностите съгласно установените правила и са задължителни за всички промишлени предприятия. Необходимо е също така да се вземе предвид, че знаците и тяхната форма, приложени към чертежите, трябва да имат зададен размер, указващ числената стойност на неравностите на повърхността. Регулира се височината на табелите и се посочва вида на обработката.
Знакът има специален код, който се дешифрира, както следва:
- първият знак характеризира вида на обработката на изследвания материал (струговане, пробиване, фрезоване и др.);
- вторият знак означава, че повърхностният слой на материала не е обработен, а е оформен чрез коване, леене, валцуване;
- третият знак показва, че видът на възможната обработка не е регламентиран, но трябва да съответства на Ra или Rz.
Ако върху чертежа няма знак, повърхностният слой не подлежи на специална обработка.
В производството се използват два вида въздействие върху горния слой:
- чрез частично отстраняване на горния слой на детайла;
- без да отстранявате горния слой на детайла.
При отстраняване на горния слой материал се използва предимно специален инструмент, предназначен да извършва определени действия - пробиване, фрезоване, шлайфане, струговане и др. По време на обработката горният слой на материала се уврежда с образуването на остатъчни следи от използвания инструмент.
Когато се извършва обработка без премахване на горния слой на материала - щамповане, валцуване, леене, структурните слоеве се изместват и деформират с принудително създаване на "гладко-влакнеста" структура.
При проектирането и производството на детайлите параметрите на неравностите се задават от дизайнера въз основа на техническите спецификации, които определят характеристиките на продукта в зависимост от изискванията към произвеждания механизъм, технологията, използвана в производството и степента на обработка.
Маркиране на структурата на повърхността
При прилагане на обозначения в работна документация и чертежи се използват специални знаци за характеризиране на материала, които се регулират от стандарта GOST 2.309-73.
Основни правила, използвани за обозначаване на грапавостта на повърхността в чертежите
Основни правила, които трябва да използвате, когато правите рисунка:
Като се има предвид структурата на материала, дизайнерът има възможност да определи необходимите параметри за качеството на повърхностите. Освен това характеристиките могат да бъдат зададени според няколко параметъра, като се задават максимални и минимални стойности с възможни допустими отклонения.
Специални условия
По време на масовото производство на определени части понякога се нарушава определената форма или тяхното свързване. Такива нарушения увеличават допустимото износване на частите и са ограничени от специални допуски, които са посочени в GOST 2.308. Всеки използван тип толеранс има 16 определящи степени на точност, които са определени за части с различни конфигурации, като се вземе предвид използвания материал. Необходимо е също така да се има предвид, че допустимите отклонения на размера и конфигурацията, използвани за части с цилиндрична форма, се вземат предвид диаметъра на частите, а за плоските части, като се вземе предвид дебелината, а максималната грешка не трябва да надвишава толерантна стойност.
Правилното използване на методологията за определяне на показателите за грапавост на повърхността ви позволява да постигнете по-висока точност на обработка и размер на частта при спазване на параметрите, посочени в нормативните документи, което позволява значително подобряване на качеството на крайния продукт.