датчиком; индуктивный профилометр-профилограф завода «Ка либр»; он может быть использован и в качестве профилометра (для 6—12-го классов чистоты); профилометр ИПШ (ЛИЗ) с пру жинным датчиком; двойной микроскоп МИС-11 (для 3—9-го клас сов чистоты).
Современная практика требует более точной и разносторонней оценки качества обработанной поверхности. В табл. 62 приведены геометрические характеристики обработанной поверхности. Даны разнообразные параметры качества поверхности в соответствии с эксплуатационными требованиями к обрабатываемым изделям,
но, |
к сожалению, |
пока не известны числовые значения этих пара |
метров и методы их измерения, |
кроме стандартных величин Ra |
и |
# г . |
|
|
|
|
101. В Л И Я Н И Е Р А З Л И Ч Н Ы Х |
ФАКТОРОВ |
|
НА |
КАЧЕСТВО |
ПОВЕРХНОСТИ |
|
Геометрические |
и физические |
свойства |
обработанной поверх |
ности определяются многими параметрами. Данные табл. 63 по казывают, что в зависимости от методов механической обработки образуются поверхности различных классов шероховатости в боль шом диапазоне. При одном и том же методе обработки можно получить поверхности, сильно различающиеся не только по глу
бине неровностей, относительной величине |
несущей поверхности |
и другим геометрическим параметрам, но |
и по физическому со |
стоянию поверхностного слоя. Будут весьма значительно сказы ваться такие факторы, как жесткость системы СПИД, качество ре жущего клина, режущей кромки, материал инструмента, взаимо
действие обрабатываемого |
материала и инструмента, СОС и |
ряд других параметров в |
различных сочетаниях. |
В табл. 64 даны значения глубин неровностей и относительные значения несущей части при различных видах обработки.
При обработке очень вязкого и прочного металла получается сильно деформированная стружка. Образуются большой наклеп и застойная зона, имеется высокое сопротивление резанию и тем пература. В результате упругого последействия и пластической деформации усиливается шероховатость обработанной поверхно сти, металл тянется за резцом и нередко дает рваную поверхность при обдирке. И лишь при чистовой отделке удается получить удовлетворительную поверхность подбором целесообразных гео метрии резца и режима резания.
Неровная поверхность получается также при обработке ма лоуглеродистых сталей с ферритовой структурой. В этом случае шероховатость обработанной поверхности можно уменьшить тер мической обработкой или предварительным наклепом обрабатыва емого металла.
Наиболее чистая поверхность получается при обработке мяг ких металлов с мелкозернистой структурой и посторонними вклю чениями, когда сливная стружка переходит в сыпучую стружку
Таблица (3
Шероховатость поверхности, соответствующая различным методам механической обработки
К л а с с ы ш е р о х о в а т о с т и ( п о ГОСТ 2789—59)
М е т о д о б р а б о т к и
Точение и строгание чистовые Точение и строгание тонкие 'Фрезерование чистовое Развертывание Протягивание
Выглаживающее протягивание Шлифование чистовое Шлифование тонкое
Обкатывание роликами и шари ками
Виброобкатывание Притирка чистовая Притирка тонкая Полирование обычное Полирование отделочное Хонингование обычное Хонингование отделочное Суперфиниширование
+
+ + + +
++
++ +
++ +
+ + + - +
+ + .11-
+ |
+ |
+ |
+ |
- | - |
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
+ |
н- |
+ |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
-f |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
64 |
Глубина |
неровностей |
Rz |
и несущей части |
поверхности tH |
|
|
В и д |
|
Rz в мкм |
|
н |
В и д |
|
мкм |
|
(н |
о б р а б о т к и |
|
в |
% |
о б р а б о т к и |
|
в |
% |
|
|
|
|
|
|
Точение |
|
10—40 |
10--30 |
Доводка |
|
0,25--1,С0 40- -6С |
» |
чисто |
25—10 |
10--30 |
» |
тон |
0,01--0,25 |
60- -80 |
вое |
|
|
|
|
кая |
|
|
|
|
Точение |
алмаз |
0,1—2,5 |
20--50 |
Доводка |
сверх |
0,04--0,10 |
80--95 |
ное |
|
|
|
|
тонкая |
|
|
|
|
Шлифование |
1—4 |
10--25 |
Хонингование |
0,25--1,00 |
20--50 |
чистовое |
|
|
|
|
Хонингование |
0,01--0,30 |
20--60 |
|
|
|
|
|
Шлифование |
0,10—0,25 50--80 |
чистовое |
|
|
|
|
зеркальное |
|
|
|
|
Хонингование |
0,04--0,10 |
60-- 9 5 |
|
|
|
|
|
весьма чистовое |
|
|
|
скалывания. Такая стружка обычно получается при обработке мягкой стали с присадками фосфора и серы (автоматные стали). Но, как правило, с увеличением твердости металла уменьшается шероховатость обработанной поверхности. Это вызывается не только характером образуемой стружки (скалывания), но и тем, что с увеличением твердости металла значительно уменьшается коэффициент трения.
Полагают, что смазочно-охлаждающая жидкость действует также. Стружка при охлаждении становится более жесткой, легче удаляется вместе с частицами износа, и поэтому обработан ная поверхность улучшается.
102. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ РЕЗЦА И РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Общеизвестно, что шероховатость обработанной поверхности в значительной степени определяется радиусом закругления вер шины резца г, углами в плане ср и ср,, а также подачей s. Например, при работе резцом с углами ср = срх = 30° расчетная максималь ная высота гребешка на обработанной поверхности может быть определена по формулам:
при г > ~
при малом значении г
Согласно уравнениям |
(287) |
и (298) с |
уменьшением |
подачи |
и увеличением радиуса г |
высота |
гребешков |
RpaC4 |
должна |
умень |
шаться. Так в действительности и получается, причем фактичес
кая |
величина гребешка |
R3KCn, |
как |
правило, |
больше |
расчетной |
Rpac4 |
в той или иной степени в зависимости от геометрии |
режущей |
кромки |
и режима резания. |
|
|
R3KCTl |
|
RpaC4 |
|
|
При |
тонком точении |
разница |
в |
значениях |
и |
тем |
больше, чем меньше скорость резания, больше подача и радиус г (рис. 275).
При тонком точении, когда работают с весьма малыми глу бинами резания t и подачей s, шероховатость обработанной по верхности резко уменьшается с увеличением радиуса г в неболь
ших |
пределах |
(рис. 276) и, следовательно, нецелесообразно поль |
зоваться резцами с |
чрезмерно большими радиусами закругле |
ния |
вершины |
резца, |
способствующими вредным вибрациям. |
В меньшей степени влияют на чистоту обработанной поверхно сти задний угол резца а и передний у. Передний угол, измеряемый в главной секущей плоскости, отнюдь не характеризует подлин-
ного угла резания у вершины резца, которая формирует обрабо танную поверхность. Вершина резца обычно закруглена и, следо вательно, плоскость, нормальная к этой кривой, в разных точках
\
Л
\
j1
\ |
< |
|
1 |
• |
|
|
\ |
\ |
О |
|
|
|
\ |
|
> ^ |
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
> ч |
2 |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
\ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0.2 |
0,3 OA |
0,5 0,6 0,7 0,8 |
0,9 |
W |
Радиус закругления Вершимы резца |
гмм |
|
Рис. 275. Влияние радиуса закругления вершины резца на шероховатость обработанной поверхности:
/ — э к с п е р и м е н т а л ь н а я к р и в а я ; 2 — р а с ч е т н а я к р и в а я
меняет свое направление и соответственно меняется направление деформации стружки, что должно отражаться и на микрогео метрии отхода элементов стружки. В результате усложняются условия поверхности обработанной детали. К тому же в соответ-
|
|
|
|
|
|
J |
с> |
|
Рис. 276. Влияние радиуса за |
( |
|
|
r "" |
( i — -> |
|
кругления |
вершины резца |
г на 5 7 |
|
—< |
шероховатость |
v = |
обработанной |
|
,—г>—< |
поверхности: |
150 м/мин; |
0,1 0,2 S,J |
Щ 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1ft |
s — 0,053 |
мм/об; |
/ = 0 , 1 |
мм; |
Радиус закругпения вершины резца г,мн |
|
L = |
3000 м |
|
|
|
|
|
ствующих точках меняются углы в плане: они уменьшаются по мере приближения к вершине резца, а следовательно, угол у из меняется согласно формуле
tg у = cos ф tg уу + sin ф tg ух.
В крайнем случае, когда у самой вершины резца у = 0°, имеем
У = Уу
|
|
|
|
|
|
|
Опыт показывает, |
что |
шерохо |
ватость обработанной |
поверхности |
при |
тонком |
точении |
получается |
меньшей у резцов с |
оптимальным |
значением |
угла |
уу = 0 -н (—15) |
(при |
точении |
стали |
0ХН4М) и |
уу = |
0° (при |
обработке |
чугуна |
НВ |
170—200). |
|
При |
обработке |
стали |
угол |
7 = |
0 - 4 - 5° |
оказался |
оптимальным |
с |
точки |
зрения |
поверхностного |
|
упрочнения обра |
обатываемой детали: он обеспечил
обольшую усталостную прочность.
Но другие исследования [94 ]•е-
|
о |
показывают |
непрерывное |
повыше |
|
« |
ние усталостной |
прочности с из |
|
о |
|
а< |
менением |
угла |
от |
у = |
15° |
до |
|
я |
|
В |
у = (--60°). При этом отмечалось |
|
|
|
|
некоторое |
снижение |
усталостной |
|
|
прочности |
по |
мере |
затупления |
|
л |
инструмента и |
резкое |
падение |
|
с увеличением подачи s, когда |
зна |
|
я • |
|
о |
чительно возрастали микронадрезы |
|
в- |
|
|
|
|
|
|
|
Ч |
и острота микропрофиля. |
|
|
|
а> |
|
|
оПри тонком точении стали
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхность |
|
несколько |
улучша |
|
X |
лась |
с |
уменьшением |
заднего |
уг |
|
о |
|
ла а. |
Иногда вдоль главной |
режу |
|
X |
|
о |
щей |
кромки |
на |
задней |
поверх |
|
|
|
|
ности |
затачивают |
узкую |
фаску |
|
|
под небольшим углом а, что |
|
|
уменьшает |
шероховатость |
|
самой |
|
|
режущей |
кромки |
и |
способствует |
|
|
получению |
чистой |
обработанной |
|
|
поверхности. |
|
То |
же |
получается |
|
|
под влиянием значительного округ |
|
|
ления режущей кромки р. Глад |
|
|
кая поверхность |
образуется |
|
при |
|
|
вторичной |
пластической |
дефор |
|
|
мации |
вследствие |
контакта |
ее |
|
|
с округленной |
режущей кромкой. |
|
|
Величина р влияет на объем и |
|
|
положение застойной зоны впереди |
|
|
режущей |
кромки. |
И, |
наоборот, |
|
|
у пластмасс |
чистая |
поверхность |
|
получается лишь при использовании |
резцов |
с |
очень |
большими |
задними углами, что вызывается, надо полагать, большим упру гим последействием пластмасс.