Основные понятия и определения. Качество поверхности характеризуется шероховатостью, волни­стостью и физико-механическими свойствами поверхностного слоя Шероховатостью поверхности

Качество поверхности характеризуется шероховатостью, волни­стостью и физико-механическими свойствами поверхностного слоя Шероховатостью поверхности (микрогеометрией) называют сово­купность неровностей с относительно малыми шагами на базовой длине, образующих рельеф поверхности детали.

Рис. 3.1. Схематическое изображение шероховатости и волнистости поверхности

Волнистостью поверхности называют совокупность периодиче­ски чередующихся неровностей с относительно большим шагом пре­вышающим базовую длину, принимаемую при измерении шероховатости. На рис. 3.1 приведено схематическое изображение шероховатости и волнистости поверхности. Разграничением понятий шероховатости и волнистости является отношение шага к высоте неровностей: для шероховатости l/H < 50; для волнистости L/H _в – от 50 до 1000.

Шероховатость поверхности бывает продольная, измеряемая в направлении вектора скорости резания (рис. 3.2, а), и попереч­ная, измеряемая в направлении подачи (рис. 3.2, б). Для оценки шероховатости поверхности приняты следующие параметры (рис. 3.3):

а) высота неровностей профиля R _z, представляющая собой среднее расстояние между пятью высотами выступов и впадин на кривой неровностей поверхности:

; (3.1)

б) высота неровностей R _max, т. е. расстояние между линией выступов профиля и линией впадин в пределах базовой длины;

Рис. 3.2. Шероховатость поверхности

в) среднее арифметическое отклонение профиля R _a, определяемое из абсолютных значений отклонений профиля h от средней линии:

; (3.2)

г) средний шаг неровностей S_m и средний шаг неровностей по вершинам S:

; (3.3)

д) относительная опорная длина профиля t _p – отношение опорной длины профиля к базовой длине, %:

(3.4)

где η – опорная длина профиля, равная .

Диапазон колебаний параметров: l – от 0,01 до 25 мм, R _z и R _max – от 0,25 до 12,5 мкм,

Рис. 3.3. Профиль поверхности (шероховатость микронеровностей): R _z, R _a, S_m и t _p

Величины S_m и t_p характеризуют форму микронеровностей и предопределяют износостойкость и контактную деформацию сопря­женных деталей.

В отдельных случаях шероховатость регламентируют направле­нием неровностей. Направление неровностей влияет на совместный контакт сопряженных поверхностей. Например, для поверхностей скольжения совпадение направления штрихов обработки с напра­влением скольжения уменьшает износ.

Шероховатость поверхности чаще всего оценивают параметром R _z или R _a.

В процессе обработки резанием наблюдаются пластические де­формации и нагревание поверхностного слоя, которые изменяют состояние металла в этом слое.по сравнению с основным металлом. Физико-механические свойства поверхностного слоя характери­зуются его структурой, твердостью, значением и знаком остаточ­ных напряжений. При химико-термической обработке происходит изменение химического состава поверхностного слоя заготовки.