Исследование процесса формирования состояний обрабатываемых элементов

Раздел 4. Технологические методы повышения эксплуатационных свойств изделий

Шероховатость поверхности (элемента), получаемая обработкой, является одним из основных параметров, определяющих ее состояние. На нее оказывает влияние большое число факторов, связанных с условиями изготовления детали. В частности, высота и форма неровностей а также характер расположения и направление рисок зависят: от принятого вида и режима обработки; условий охлаждения и смазки инструмента; химического состава и микроструктуры обрабатываемого материала; конструкции, геометрии и стойкости режущего инструмента; типа и состояния используемого оборудования, вспомогательного инструмента и приспособлений.

Все многообразные факторы, обусловливающие шероховатость обработанной поверхности, можно объединить в три основные группы: причины, связанные с геометрией процесса резания; пластической и упругой деформациями обрабатываемого материала и возникновением вибраций режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности.

Увеличение подачи, главного j и вспомогательного j₁ углов резца в плане приводит к росту высоты неровностей.

Возрастание радиуса закругления вершины резца снижает высоту шероховатости поверхности.

Понижение шероховатости режущих поверхностей инструмента посредством тщательной (желательно алмазной) доводки устраняет влияние неровностей режущего лезвия на обрабатываемую поверхность.

Резание металлов осуществляется инструментом, лезвие которого всегда имеет некоторый радиус округления. При внедрении резца в обрабатываемый материал происходит отделение стружки по плоскости скалывания. При этом часть металла не срезается, а подминается округленной частью резца, подвергаясь упругой и пластической деформации. После прохождения резца не срезанный слой металла частично упруго восстанавливается, вызывая трение по задней поверхности резца. Разница степени упругого восстановления металла выступов и впадин неровностей обычно увеличивает высоту шероховатости.

Вибрации лезвия режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности являются дополнительным источником увеличения шероховатости обработанной поверхности. Очевидно, что высота шероховатости поверхности будет тем значительнее, чем больше удвоенная амплитуда колебания лезвия инструмента относительно обрабатываемой поверхности.

Большое влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывает состояние станка. Новые и хорошо отрегулированные станки, установленные на массивных фундаментах или на виброопорах, хорошо изолированные от вибраций другого оборудования, обеспечивают минимальную шероховатость.

Влияние шероховатости на трение и износ деталей, точность их сопряжения, прочность прессовых соединений, а также усталостную прочность деталей освещены в [1, c. 231…241].

Влияние наклепа на износостойкость, усталостную прочность, коррозионную стойкость и эксплуатационные качества деталейподробно изложены в [1, c. 241…245].

Влияние остаточных напряжений и структурных изменений металла поверхностного слоя на износ и усталостную прочность деталей рассматриваются в [1, c. 246…248].