Rugosità superficiale dopo la lavorazione. Rugosità superficiale durante la tornitura Rugosità della lavorazione

La superficie di una parte in legno presenta sempre irregolarità. varie forme e altezze formatesi durante la lavorazione.

Sulla superficie del legno ottenuta a seguito della lavorazione si distinguono le seguenti disuniformità di varia origine (Fig. 7): rischi, disuniformità di distruzione, disuniformità di recupero elastico lungo gli strati annuali del legno, disuniformità strutturali, pelosità e muschiosità.

Rischi sono segni lasciati sulla superficie trattata dalle parti lavoranti degli utensili da taglio (denti della sega, coltelli da taglio, ecc.). I rischi assumono la forma di creste e scanalature (Fig. 7, a), dovute alla forma geometrica dei denti della sega, o di elevazioni e depressioni che si ripetono periodicamente (Fig. 7, b), che sono una conseguenza del processo cinematico di taglio durante la fresatura cilindrica (ondulazione cinematica).

Irregolarità di distruzione(Fig. 7, c) sono scheggiature e lacerazioni di interi tratti della superficie del legno e le conseguenti depressioni con fondo irregolare. Sgorbie e strappi sono sempre orientati lungo le fibre e accompagnano nodi, inclinazione delle fibre, arricciature e arricciature.

Irregolarità nel recupero elastico(Fig. 7, d) si formano a seguito di una compressione elastica diseguale dello strato superficiale del legno da parte di un utensile da taglio in aree di diversa densità e durezza. Gli strati annuali di legno, diversi per densità e durezza, vengono ripristinati diversamente dopo il passaggio della fresa, determinando una superficie di lavorazione non uniforme.

Irregolarità strutturali(Fig. 7, e) sono depressioni di diverse forme, dimensioni e posizioni, ottenute sulle superfici di prodotti pressati da particelle di legno e determinate dal metodo di fabbricazione di questi prodotti e dalla posizione delle particelle.

Pelosità- questa è la presenza sulla superficie del trattamento di fibre di legno spesso localizzate in modo incompleto (lanugine), muschiosità- fasci di fibre e piccole particelle di legno non completamente separati.

La rugosità della superficie di lavorazione è caratterizzata dagli indicatori dimensionali di irregolarità e dalla presenza o assenza di pelosità o muschiosità. I requisiti per la rugosità superficiale sono stabiliti (GOST 7016-75) senza tenere conto delle irregolarità causate dalla struttura anatomica del legno (depressioni formate dalle cavità dei vasi tagliati), nonché senza tener conto dei difetti superficiali casuali (scheggiature, strappi, sgorbia).

La rugosità superficiale è determinata dal valore medio aritmetico Rz max delle altezze massime delle irregolarità ed è calcolata con la formula: (2)

dove H max 1 H max 2 ,.., H max n - distanze dalla sommità della cresta al fondo della depressione; n è il numero di misurazioni (per i prodotti di arredamento, cinque sono installate su parti con un'area fino a 0,5 m2 e dieci su parti con un'area superiore a 0,5 m2).

A seconda del valore numerico di Rz max si stabiliscono le classi di rugosità:

Classi......1a 2a 3a 4a 5a 6a 7a 8a 9a 10a 11a 12a Rz max, µm non di più...1600 1200 800 500 320 200 100 60 32 16 8 4

Il valore Rz max caratterizza solo l'altezza delle irregolarità e non riflette la presenza o meno di pelosità e muschio sulla superficie trattata. Pelosità e muschiosità vengono standardizzate indicando se sono accettabili o inaccettabili sulle superfici trattate. La pelosità sulla superficie del legno e dei materiali a base di legno non è consentita se il parametro di rugosità Rz max: è inferiore a 8 µm. La formazione di muschio sulla superficie del legno e dei materiali in legno non è consentita se il parametro di rugosità Rz max è inferiore a 100 µm. La presenza di pelosità e muschio è determinata visivamente.

Per controllare la rugosità superficiale condizioni di laboratorio Vengono utilizzati i microscopi MIS-11 e TSP-4 e un indicatore di profondità. Il metodo per determinare la rugosità superficiale è stabilito da GOST 15612-70.

In condizioni di officina, vengono utilizzati standard appositamente realizzati per la valutazione visiva comparativa della rugosità superficiale. Ogni standard è realizzato con lo stesso tipo di legno e lavorato con lo stesso tipo di taglio delle parti controllate. Gli standard devono essere sequestrati dal laboratorio della fabbrica e sostituiti con nuovi quando diventano vecchi.

L'influenza di vari fattori sulla rugosità della superficie di lavorazione. L'altezza e la forma, nonché la natura della posizione delle irregolarità sulle superfici dei pezzi lavorati dipendono da una serie di motivi: le condizioni delle macchine e degli utensili, l'affilatura e la geometria della fresa, la direzione di taglio rispetto al direzioni delle fibre del legno, angolo di installazione della fresa, spessore dei trucioli e velocità di taglio. Inoltre, la rugosità della superficie dipende da struttura anatomica legna.

La rugosità superficiale è influenzata dalle vibrazioni nel sistema macchina-utensile-pezzo, che si verificano a causa della rigidità insufficiente della macchina. Con l'usura della macchina, e soprattutto a causa dell'usura irregolare, le vibrazioni aumentano, aumentando la dimensione delle irregolarità.

L'effetto delle vibrazioni può essere parzialmente ridotto mediante la manutenzione preventiva della macchina al fine di aumentarne la rigidità se è inferiore alla norma stabilita.

Quando si pialla con un utensile manuale, la lama della pialla può vibrare se non è fissata saldamente. In questo caso, il coltello lascerà irregolarità sulla superficie di lavorazione. La vibrazione del coltello nell'aereo viene eliminata riparando l'aereo e fissando saldamente il coltello.

L'affilatura della fresa ha una grande influenza sulla qualità del taglio, cioè sulla sua capacità di formare nuove superfici con una determinata rugosità nel legno durante il taglio.

Più la lama è affilata, maggiore è la qualità di taglio, ovvero minore è la rugosità della superficie lavorata.

Un vero cutter non può essere assolutamente affilato (Fig. 8, a). Quando si affila una fresa, man mano che l'abrasivo si avvicina alla lama, la punta della lama si scheggia. Inoltre, minore è l'angolo di affilatura della fresa, maggiore è l'effetto lunghezza maggiore si verifica la scheggiatura. La scheggiatura della lama si riduce raddrizzando i taglienti con una pietra per affilare. Dopo la modifica, la lama ha una forma arrotondata (Fig. 8, b).

La lama ottenuta durante l'affilatura e la forma geometrica della fresa cambiano durante il funzionamento. La taglierina diventa opaca (Fig. 8, c), di conseguenza la sua capacità di taglio diminuisce.

Ci sono due fasi di smussamento. La prima fase è la distruzione e l'arrotondamento della punta della lama, poiché la resistenza del tagliente nella zona a contatto con il legno è bassa.

Il raggio di curvatura della punta della lama aumenta durante il funzionamento della taglierina. Inoltre, per frese con lo stesso angolo di taglio, ma con angoli di affilatura pβ diversi per lo stesso tempo di funzionamento, il raggio di smussatura sarà maggiore per una fresa con angolo di affilatura ampio (Fig. 9).

Il successivo stadio di opacità è l'usura delle superfici della fresa a causa dell'attrito di queste superfici contro il legno. I bordi anteriore e posteriore della taglierina sono i più soggetti a usura.

La capacità di taglio delle frese viene aumentata utilizzando materiali ad alta resistenza e resistenti all'usura per la loro fabbricazione e scegliendo angoli di affilatura ottimali.

La direzione di taglio rispetto alle direzioni delle fibre del legno, l'angolo di installazione della fresa e lo spessore dei trucioli sono fattori correlati che determinano la qualità della superficie di lavorazione. Quando si taglia il legno lungo la venatura, sono possibili due casi di formazione di trucioli: con e senza fessura avanzata.

Una fessura avanzata (Fig. 10) si forma già nel periodo iniziale di funzionamento della fresa. Quando la fresa viene inserita nel legno, dopo una certa compattazione dei trucioli da parte del bordo anteriore della fresa, la fresa inizia ad allontanare i trucioli dal resto del legno. Allo stesso tempo, i trucioli si piegano. Quando il legame tra le fibre del legno raggiunge la resistenza alla trazione del legno attraverso le venature, i trucioli iniziano a staccarsi e si forma una fessura avanzata. La lunghezza della cricca iniziale aumenta con l'aumentare dello spessore del truciolo.

La velocità di propagazione di una cricca avanzata è sempre superiore alla velocità di taglio. Pertanto, dopo la formazione di una fessura avanzata, il tagliente non funziona. Durante questo periodo la superficie di taglio viene formata dal bordo anteriore della fresa separando i trucioli dal pezzo; il tagliente leviga solo la superficie formata dal bordo. Poiché i trucioli si formano strappando e non vengono tagliati direttamente dalla lama, la qualità della finitura superficiale è scarsa. Inoltre, quando si taglia controvena, una fessura avanzata situata nel piano delle venature può causare la lacerazione delle fibre del legno, causando rottami.

Ridurre influenza dannosa per evitare che fessurazioni avanzate pregiudichino la qualità della superficie di lavorazione, è necessario creare un supporto per le fibre del legno in prossimità della lama (Fig. 11). A causa del sostegno delle fibre del legno, i trucioli si rompono man mano che la fresa avanza. La frattura del truciolo avviene in prossimità del bordo dell'elemento di supporto, pertanto quanto più piccolo è lo spazio tra il bordo e la lama della taglierina, tanto minore è il limite per lo sviluppo di una cricca avanzata. Questo metodo viene utilizzato, ad esempio, quando si pialla con le pialle a mano.

Maggior parte alta qualità la superficie di lavorazione è ottenuta con trucioli sottili, quando la lunghezza dell'elemento truciolo l e è piccola. Per ottenere trucioli con elementi di lunghezza ridotta vengono utilizzate pialle manuali con doppio coltello e speciali rompitruciolo.

Quando si taglia il legno lungo la venatura senza la formazione di una fessura avanzata, la qualità della superficie di lavorazione è elevata, poiché la superficie di taglio è formata dal tagliente. Se tagliano lungo le fibre e parallelamente ad esse (l'angolo di incontro è zero), quando si tagliano trucioli sottili e un piccolo angolo di taglio, non appare una crepa avanzata, poiché è più facile per il taglierino piegare i trucioli che strapparli il legno. In questo caso la qualità della superficie di lavorazione aumenta al diminuire dell'angolo di taglio.

Tuttavia, i pezzi lavorati hanno una struttura non uniforme della struttura del legno, quindi quando grandi valori angolo di incontro, soprattutto nelle zone con difetti strutturali del legno, si verificheranno distacchi di fibre che porteranno a difetti. Inoltre, una diminuzione dell'angolo di taglio è associata ad una diminuzione dell'angolo di affilatura, che riduce la resistenza della taglierina.

Il taglio senza formazione di fessura avanzata è possibile anche mediante spostamento degli strati di truciolo rispetto agli strati di legno sotto la superficie di taglio, cioè con ritiro longitudinale dei trucioli.

Il ritiro longitudinale dei trucioli si verifica quando il bordo anteriore della taglierina, spostando i trucioli davanti a sé, li comprime lungo le fibre e li trasforma in uno strato compattato isolato dal pezzo. La capacità di taglio della fresa viene sfruttata appieno quando l'angolo di taglio è di 70° e lo spessore del truciolo è ridotto. In queste condizioni è garantita un'elevata qualità della superficie di taglio significati diversi angolo di incontro della fresa con le fibre. Il taglio con ritiro longitudinale dei trucioli viene utilizzato, ad esempio, durante la piallatura con una pialla a mano.

Quando si taglia il legno fino alla fine, la qualità del trattamento superficiale è bassa. Sotto la superficie del trattamento le fibre del legno si piegano e si allungano e si formano delle crepe nella direzione delle fibre (Fig. 12). La qualità della lavorazione, a parità di altre condizioni, è maggiore quando lo spessore del truciolo e l'angolo di taglio sono piccoli.

Quando si taglia il legno trasversalmente alle venature, mentre la taglierina si muove, si formano trucioli (Fig. 13, a) o trucioli a strappo (Fig. 13, b) con una breve fessura iniziale. La qualità della superficie di lavorazione durante la formazione dei trucioli è piuttosto elevata. Quando un truciolo si stacca, la superficie diventa molto ruvida, con formazione di irregolarità di frattura.

La qualità della lavorazione ad alte velocità di taglio è sempre superiore rispetto alla lavorazione con lo stesso tipo di taglio, ma a basse velocità. Pertanto, per aumentare la classe di rugosità della superficie lavorata, è necessario aumentare la velocità di taglio entro le capacità tecniche della macchina, il che porta contemporaneamente ad un aumento della produttività della macchina.

Classi di rugosità superficiale a vari tipi standard di lavorazione e rugosità. Quando si lavora il legno mediante taglio su macchine e con utensili manuali, è possibile ottenere superfici di diverse classi di rugosità a seconda delle modalità di lavorazione, delle condizioni dell'utensile e del legno da lavorare.

Classi di rugosità superficiale per varie tipologie di lavorazione:

Segatura longitudinale di sgrossatura: su seghe a nastro.................................5-2 su seghe circolari.. .............................4-2 seghe a mano................. ................ ....3-2 Segatura longitudinale di finitura: su seghe circolari............... ...........8-4 con seghe a mano..................................... ...6-4 Sgrossatura con tagli trasversali: su seghe circolari....... ...................4-3 seghe a mano... ............................ ........3-2 Segatura di finitura a taglio trasversale: su seghe circolari. ...............................7-4 con seghe a mano................. ....................5-3 Fresatura di sgrossatura......... ............. ......7-5 Finitura della fresatura.................... ... 9-6 Praticare fori, scalpellare bussole su macchine...8-6 Forare manualmente i fori.................7-5 Scalpellare bussole manualmente con scalpelli..................4-2 Tornitura: sgrossatura................ ....................7-4 finitura............................ ............................10-7 Piallatura manuale con cherhebel...............6-5 Piallatura manuale con pialle, giuntatrice.................8-5 Cicli con cicli manuali: approssimativo................. ............... .............9-8 finitura................. .............. ..........11-10 Rettifica su macchine: sgrossatura............... ..................... .......8-6 finitura................. .............. .....10-9 Levigatura a mano.................12- 8

Le classi di rugosità indicate possono essere ottenute in condizioni operative medie sulle macchine, nello stato normale dell'utensile e del legno. La classe di rugosità durante la lavorazione con Scherhebel viene data senza tener conto dell'ondulazione causata dalla forma del coltello Scherhebel.

I requisiti di ruvidità superficiale nella produzione di mobili sono dettati dallo scopo delle parti e dalla natura della lavorazione successiva.

La rugosità delle superfici non finite dei mobili, visibili durante il funzionamento e invisibili, ma a contatto con gli oggetti durante il funzionamento, non deve essere inferiore all'8a classe, altre invisibili - almeno alla 6a.

La tornitura di finitura negli stabilimenti di ingegneria pesante viene spesso eseguita utilizzando gli stessi utensili da taglio e da taglio della sverniciatura. Gli avanzamenti indicativi della fresa, in funzione della rugosità richiesta della superficie lavorata, sono indicati in tabella. 26. Tabella 26 Avanzamenti approssimativi in funzione della rugosità richiesta Tuttavia, nella lavorazione di grandi superfici, questo metodo di lavorazione spesso non è in grado di fornire 6-7 classi di pulizia e allo stesso tempo 2-3 classi di precisione. Il fatto è che sotto l'influenza dell'usura della fresa, la rugosità e il diametro del pezzo aumentano e, con un funzionamento prolungato della fresa, vanno oltre i limiti di tolleranza. Per rallentare l'usura della fresa è necessario ridurne la corsa lungo la superficie lavorata, cosa che si può ottenere solo aumentando l'avanzamento. Pertanto, in questi casi, è spesso vantaggioso lavorare con frese di finitura larghe e ad alto spessore -acciaio rapido (Fig. 42, a, b). Vengono utilizzati per la lavorazione di perni di rotolamento, alberi di ingranaggi, ecc. e allo stesso tempo vengono raggiunti i gradi di rugosità V6-V7. Le modalità di taglio quando si lavora con queste frese e la possibile classe di precisione di lavorazione sono indicate nella tabella. 27.Tabella 27 Modalità di taglio e precisione di lavorazione quando si lavora con frese di finitura larghe

In alcuni casi è possibile lavorare con avanzamento di 30-40 mm/giro. La profondità di taglio non deve essere inferiore a 0,02 mm nell'ultima passata e non superiore a 0,15 mm nella prima passata.

Fico. 42. Fresa di finitura larga (a) e schema della sua installazione sulla macchina (b). Si presuppone che la lunghezza del tagliente della fresa sia compresa tra 80 e 100 mm. Su entrambi i lati, per una lunghezza di circa 10 mm, i coni di aspirazione e di ritorno vengono riempiti con l'aiuto di una pietra per affilare (Fig. 42, a). La geometria della fresa viene selezionata in base alle proprietà dell'acciaio da lavorare (Tabella 28 Tabella 28 Geometria di una fresa di finitura larga in base alla resistenza alla trazione dell'acciaio).

Le frese sono inserite saldamente nella presa del supporto a molla (Fig. 42, b). Il grado di elasticità desiderato del supporto si ottiene utilizzando una striscia di legno inserita nella scanalatura del supporto. Il tagliente della taglierina è installato sotto l'asse del pezzo. Ciò elimina le vibrazioni e impedisce il sollevamento della taglierina. Inoltre, come dimostra la longevità; esperienza, quando si lavora sulla rotazione inversa del mandrino è garantita una migliore qualità della lavorazione (Fig. 42, b). 43,c). Per ottenere la classe di pulizia 6-7 tali frese vengono azionate a 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 metri/min. I migliori risultati si ottengono a v=250 - 300 m/min. Tuttavia, le velocità di taglio praticabili di solito non superano i 100 m/min e quindi la rugosità della superficie non è superiore alla classe di pulizia 6. Ma dopo una breve levigatura con tela abrasiva, è relativamente facile ottenere un settimo grado. La rugosità della superficie lavorata è fortemente influenzata da: il rapporto tra la lunghezza del tratto rettilineo del tagliente l e l'avanzamento s (Fig. 43a), la profondità di taglio t, la corretta installazione della fresa, la qualità e la geometria della sua affilatura. Maggiore è il rapporto t/s, minore è la rugosità della superficie lavorata.<=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 =>Quando t/s = > 3 si ottiene il grado 7-8, con t/s = 2 si ottiene il grado 1,5-6. La profondità di taglio t deve essere presa in base alle condizioni di rigidità del sistema macchina-pezzo-fresa.<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 .

Di solito t

300 = -5°, e per acciai con durezza Hb

Designazioni della rugosità superficiale nei disegni

Tabella 3.1

*La sgrossatura viene utilizzata come trattamento preliminare delle superfici di fusioni e forgiati, senza mantenere le tolleranze dimensionali. **Questo metodo non migliora la precisione delle dimensioni ottenute nella lavorazione precedente. Nella lavorazione dei pezzi con utensili a lama, la rugosità superficiale dipende in gran parte dalla velocità di taglio e dall'avanzamento. Nella fig. 3,5, 1 UN 2 mostra l'effetto della velocità di taglio sulla rugosità superficiale durante la tornitura dell'acciaio (curva

) e ghisa (curva ). Dopo aver tornito un pezzo di acciaio ad una velocità di taglio di circa 20 m/min (curva 1), si osserva la massima rugosità, che è associata al fenomeno della formazione attiva di tagliente di riporto sulla parte tagliente della fresa. A velocità di taglio superiori a 80 m/min la formazione del bordo di riporto praticamente si arresta. Inoltre, a velocità di taglio elevate, la profondità dello strato deformato plasticamente viene notevolmente ridotta, il che riduce anche la rugosità superficiale. Nella fig. 3,5,

mostra la dipendenza della rugosità superficiale dall'avanzamento durante la tornitura di un pezzo in acciaio 45 con una fresa con un raggio della punta di 2,5 mm. Dalla figura si può vedere che le variazioni di piccoli avanzamenti (fino a 0,2 mm/giro) hanno poco effetto sulla variazione della rugosità superficiale. Ma quando si passa all'intervallo di avanzamento superiore a 0,2 mm/giro, la microrugosità della superficie lavorata aumenta in modo più intenso.

Lo stato della parte tagliente dell'utensile ha un'influenza significativa sulla rugosità superficiale: la microrugosità del tagliente dell'utensile peggiora la rugosità della superficie lavorata; ciò è particolarmente evidente durante la lavorazione con brocce, alesatori o frese larghe. L'opacizzazione dell'utensile da taglio porta ad un aumento della rugosità della superficie lavorata.

Quando si lavorano pezzi con uno strumento abrasivo, la rugosità superficiale diminuisce con una diminuzione della dimensione della grana e un aumento della durezza della mola, un aumento della velocità di taglio e una diminuzione degli avanzamenti longitudinali e trasversali.

Quando si lavora l'acciaio ad alto contenuto di carbonio (C > 0 5%), si ottiene una superficie più pulita rispetto alla lavorazione dell'acciaio a basso tenore di carbonio.

L'uso di un fluido da taglio migliora la rugosità della superficie lavorata. Allo stesso tempo, la durata dell'utensile aumenta. Nella fig. La Figura 3.6 mostra (secondo K.S. Kolev) l'effetto del raffreddamento sulla microgeometria della superficie durante la tornitura dell'acciaio X4N con una fresa ad alta velocità durante l'avanzamento S= 0,67 mm/giro: 1 - tornitura senza raffreddamento; 2 - raffreddamento con emulsione acquosa (0,5% soda e 0,1% sapone).

La rigidità del sistema di processo influenza in modo significativo la rugosità e l'ondulazione della superficie. Quindi, ad esempio, quando si gira un albero non rigido con installazione sui centri, la maggiore rugosità superficiale si ottiene approssimativamente nella parte centrale lungo la lunghezza dell'albero. Una rigidità insufficiente del sistema può causare vibrazioni durante il taglio e, di conseguenza, la formazione di una superficie ondulata.

Riso. 3.6. Riso. 3.7.

Le proprietà fisiche e meccaniche dello strato superficiale di parti e pezzi dipendono in gran parte dall'influenza dei fattori termici e di forza durante la lavorazione. Lo strato superficiale del pezzo in acciaio lavorato è costituito da tre zone (Fig. 3.7): IO– zone di deformazione pronunciata, caratterizzate da distorsione del reticolo cristallino, frantumazione dei grani e aumento della durezza; II– zona di deformazione, caratterizzata da grani allungati e diminuzione della durezza rispetto alla prima zona; III- zona di transizione (zona di transizione graduale alla struttura del metallo base).

I grezzi iniziali di acciaio ottenuti mediante forgiatura, fusione o laminazione presentano uno strato superficiale costituito da una zona decarburata e da una zona di transizione, cioè una zona con decarburazione parziale. Ad esempio, i pezzi ottenuti mediante stampaggio a caldo hanno uno strato decarburato compreso tra 150 e 300 micron e quelli ottenuti mediante forgiatura libera - da 500 a 1000 micron.

Quando si lavorano pezzi di acciaio mediante taglio, la profondità di deformazione si estende a 100-300 micron. Per i pezzi in ghisa, la profondità della deformazione è insignificante (fino a 15 micron).

Durante la lavorazione meccanica dei metalli, la deformazione dello strato superficiale è accompagnata dall'indurimento (indurimento) di questo strato. All'aumentare della profondità di taglio e dell'avanzamento, aumenta la profondità dello strato indurito. Quindi, ad esempio, durante la tornitura di sgrossatura la profondità di incrudimento è di 200-500 micron, durante la tornitura di finitura 25-30 micron, durante la rettifica 15-20 micron e durante la lavorazione molto fine 1-2 micron.

Riso. 3.8. Riso. 3.9.

All'aumentare della velocità di taglio, la profondità dell'incrudimento diminuisce. Ciò è spiegato da una diminuzione della durata dell'azione delle forze di taglio sul metallo deformato. Nella fig. 3.8 mostra (secondo K. S. Kolev) l'influenza della velocità di taglio v quando si gira l'acciaio ZOKHGS (curva 1 ) e acciaio 20 (curva 2 ) per l'indurimento N d.

Durante la rettifica dei pezzi, il fattore dominante è quello termico, che provoca la comparsa di tensioni di trazione nello strato superficiale del metallo da lavorare. Nella fig. 3.9 mostra un diagramma della distribuzione delle tensioni residue σ dopo aver macinato in profondità H strato superficiale (curva 1 ). La comparsa di tensioni di trazione è associata al rapido riscaldamento dello strato superficiale nell'area di contatto tra il metallo del pezzo e la mola. Dopo aver superato la mola, lo strato superficiale, raffreddandosi, tende a ritirarsi, provocando tensioni di trazione. Nella rettifica con polimerizzazione (cioè con successiva disattivazione dell'avanzamento longitudinale), le tensioni di trazione diminuiscono notevolmente e le tensioni di compressione aumentano (curva 2 ).

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Parametri fondamentali di rugosità

Sotto rugosità superfici di una parte comprendono la visualizzazione numerica dell'entità della microrugosità superficiale in micron, mostrando la deviazione dalla superficie ideale.

I parametri di rugosità superficiale utilizzati sono principalmente 2:

R a . Deviazione media aritmetica del profilo.
Rz . Altezza delle irregolarità del profilo in 10 punti estremi.

Puoi vedere il rapporto approssimativo di questi parametri in questa tabella:

Nella stessa tabella è possibile vedere la relazione approssimativa tra i parametri di rugosità attualmente utilizzati e gli indicatori di classe di rugosità e gruppo di purezza (“triangoli”) utilizzati in precedenza.

In pratica, di regola, la lavorazione grossolana è designata dal parametro R z 320-20, la lavorazione più fine da R a 2,5-0,025 (la lavorazione ancora più fine è solitamente designata anche dal parametro R z 0,1-0,025).

I valori di rugosità per la designazione nei disegni sono selezionati da una serie standardizzata:

La scelta del valore di rugosità è strettamente correlata alla precisione del prodotto fabbricato, nonché alle caratteristiche della parte accoppiata.

Designazione della rugosità durante la rettifica di alberi, ecc

Designazione della rugosità a rettifica dell'albero e altri dettagli sono cambiati molte volte:

Dal 2012 è obbligatoria l'indicazione “R a” sotto il segno della rugosità. In precedenza, se, ad esempio, quando rettifica dell'albero, abbiamo visto solo il numero 0,32 sopra il segno di rugosità, si presumeva che questa designazione significasse R a 0,32;

Il segno a denota rugosità, il metodo per ottenerla non è determinato dal progettista. Il segno b indica superfici che necessitano di essere lavorate rimuovendo uno strato di metallo (fresatura, macinazione ecc.). Le superfici indicate con il segno c sono ottenute senza asportazione dello strato metallico (forgiatura, fusione, ecc.).

Questo segno denota la rugosità delle superfici ugualmente lavorate che compongono un contorno chiuso (ad esempio, tutte le facce di un parallelepipedo).

Le superfici con rugosità non marcata dovranno essere realizzate con la rugosità indicata nell'angolo superiore destro del disegno.

Parametri di rugosità ottenibili durante la rettifica di alberi

Al preliminare rettifica dell'albero e altre parti, raggiungono solitamente parametri di rugosità R a 2,5-1,25.

Al termine rettifica dell'albero si raggiungono i parametri R a 0,63-0,16.

La rugosità superficiale è un indicatore che denota una certa quantità di dati che caratterizzano lo stato di rugosità superficiale, misurati in segmenti ultra-piccoli su una lunghezza di base. Una serie di indicatori che indicano il possibile orientamento delle direzioni della rugosità superficiale con determinati valori e le loro caratteristiche è specificata nei documenti normativi GOST 2789-73, GOST 25142-82, GOST 2.309-73. L'insieme dei requisiti specificati nei documenti normativi si applica ai prodotti fabbricati utilizzando vari materiali, tecnologie e metodi di lavorazione, ad eccezione dei difetti esistenti.

La lavorazione di alta qualità delle parti può ridurre significativamente l'usura superficiale e il verificarsi di corrosione, aumentando così la precisione dell'assemblaggio dei meccanismi e la loro affidabilità durante il funzionamento a lungo termine.

Designazioni di base

La rugosità della superficie in esame viene misurata su aree tollerabilmente piccole, e pertanto le linee di base vengono selezionate tenendo conto del parametro di riduzione dell'influenza dello stato ondulatorio della superficie sui cambiamenti dei parametri di altezza.

Le irregolarità sulla maggior parte delle superfici sorgono a causa delle deformazioni risultanti dello strato superiore del materiale durante la lavorazione utilizzando varie tecnologie. Il contorno del profilo viene ottenuto durante un esame mediante ago diamantato e l'impronta viene registrata su un profilogramma. I principali parametri che caratterizzano la rugosità superficiale hanno una designazione letterale specifica, utilizzata nella documentazione, nei disegni e ottenuta durante la misurazione delle parti (Rz, Ra, Rmax, Sm, Si, Tp).

Per misurare la rugosità superficiale, vengono utilizzati diversi parametri di definizione:

Vengono inoltre utilizzati i parametri del passo Sm e Si e la lunghezza di riferimento del profilo in studio tp. Questi parametri sono indicati se è necessario tenere conto delle condizioni operative delle parti. Nella maggior parte dei casi, per le misurazioni viene utilizzato l'indicatore universale Ra, che fornisce la caratteristica più completa tenendo conto di tutti i punti del profilo. Il valore dell'altezza media Rz viene utilizzato quando sorgono difficoltà nel determinare Ra utilizzando gli strumenti. Tali caratteristiche influenzano la resistenza e la resistenza alle vibrazioni, nonché la conduttività elettrica dei materiali.

I valori di definizione di Ra e Rz sono indicati in apposite tabelle e, se necessario, possono essere utilizzati durante l'esecuzione dei calcoli necessari. Tipicamente il determinante Ra è indicato senza simbolo numerico; gli altri indicatori hanno il simbolo richiesto. Secondo la normativa vigente (GOST), esiste una scala che riporta i valori di rugosità superficiale delle varie parti, che hanno una suddivisione dettagliata in 14 classi speciali.

Esiste una relazione diretta che determina le caratteristiche della superficie in lavorazione; quanto più alto è l'indicatore di classe, tanto meno importante è l'altezza della superficie misurata e migliore è la qualità della lavorazione.

Metodi di controllo

Per controllare la rugosità superficiale vengono utilizzati due metodi:

qualitativo;
quantitativo.

Quando si esegue il controllo qualitativo, viene eseguita un'analisi comparativa della superficie del test di lavoro e dei campioni standard mediante ispezione visiva e al tatto. Per eseguire la ricerca, vengono prodotti set speciali di campioni di superficie che vengono elaborati di routine in conformità con GOST 9378-75. Ogni campione è contrassegnato indicando l'indice Ra e il metodo con cui influenza lo strato superficiale del materiale (molatura, tornitura, fresatura, ecc.). Utilizzando l'ispezione visiva è possibile caratterizzare con sufficiente precisione lo strato superficiale con caratteristiche Ra = 0,6-0,8 µm e superiori.

Il controllo quantitativo della superficie viene effettuato utilizzando strumenti che utilizzano diverse tecnologie:

profilometro;
profilatore;
doppio microscopio.

Classificazione delle superfici

Nel determinare le caratteristiche dello strato superficiale di un materiale è necessario classificare:

I dati normativi sono contenuti anche in GOST 2.309-73 in base al quale le designazioni vengono applicate ai disegni e contengono le caratteristiche delle superfici secondo regole stabilite e sono obbligatorie per tutte le imprese industriali. Occorre inoltre tenere conto che i segni e la loro forma applicati sui disegni devono avere una dimensione prestabilita indicante il valore numerico della rugosità superficiale. L'altezza dei cartelli è regolamentata ed è indicata la tipologia di lavorazione.

Il segno ha un codice speciale, che viene decifrato come segue:

il primo carattere caratterizza la tipologia di lavorazione del materiale oggetto di studio (tornitura, foratura, fresatura, ecc.);
il secondo segno significa che lo strato superficiale del materiale non è stato lavorato, ma è stato formato mediante forgiatura, fusione, laminazione;
il terzo carattere indica che la tipologia di lavorazione possibile non è regolamentata, ma deve corrispondere a Ra o Rz.

Se sul disegno non è presente alcun segno, lo strato superficiale non è soggetto a trattamenti speciali.

Nella produzione vengono utilizzati due tipi di influenza sullo strato superiore:

rimuovendo parzialmente lo strato superiore del pezzo;
senza rimuovere lo strato superiore della parte.

Quando si rimuove lo strato superiore di materiale, viene utilizzato principalmente uno strumento speciale, progettato per eseguire determinate azioni: foratura, fresatura, rettifica, tornitura, ecc. Durante la lavorazione lo strato superiore del materiale si danneggia con la formazione di segni residui dell'utensile utilizzato.

Quando la lavorazione viene applicata senza rimuovere lo strato superiore del materiale - stampaggio, laminazione, fusione, gli strati strutturali vengono spostati e deformati con la creazione forzata di una struttura “liscio-fibrosa”.

Durante la progettazione e la produzione di parti, i parametri delle irregolarità vengono stabiliti dal progettista, sulla base delle specifiche tecniche che determinano le caratteristiche del prodotto in base ai requisiti del meccanismo da fabbricare, alla tecnologia utilizzata nella produzione e al grado di lavorazione.

Marcatura della struttura superficiale

Quando si applicano designazioni nella documentazione di lavoro e nei disegni, vengono utilizzati segni speciali per caratterizzare il materiale, che sono regolati dallo standard GOST 2.309-73.

Regole di base utilizzate per indicare la rugosità superficiale nei disegni

Regole base da utilizzare quando si realizza un disegno:

Tenendo conto della struttura del materiale, il progettista ha l'opportunità di specificare i parametri necessari per la qualità delle superfici. Inoltre è possibile specificare le caratteristiche secondo diversi parametri, fissando i valori massimi e minimi con eventuali tolleranze.

Condizioni speciali

Durante la produzione in serie di alcune parti, la forma specificata o la loro coniugazione talvolta viene violata. Tali violazioni aumentano l'usura consentita delle parti e sono limitate da tolleranze speciali specificate in GOST 2.308. Ciascun tipo di tolleranza utilizzata prevede 16 gradi di precisione definiti, specificati per parti con configurazioni diverse, tenendo conto del materiale utilizzato. È inoltre necessario tenere conto che le tolleranze dimensionali e di configurazione utilizzate per le parti di forma cilindrica sono prese tenendo conto del diametro delle parti e per le parti piane tenendo conto dello spessore, e l'errore massimo non deve superare il valore di tolleranza.

L'uso corretto della metodologia per determinare gli indicatori di rugosità superficiale consente di ottenere una maggiore precisione di lavorazione e dimensioni delle parti rispettando i parametri specificati nei documenti normativi, che consentono di migliorare significativamente la qualità del prodotto finito.