Причины шероховатости поверхности при механической обработке
Шероховатая обработанная поверхность в основном вызвана следующими причинами:
Первая — это остаточная площадь, то есть площадь, на которой основная и вспомогательная режущая кромка инструмента остаются на обрабатываемой поверхности после резания.
Второй – заусенец. Некоторые пластмассовые металлы, такие как низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевый сплав и т. д., будут образовывать рыбью чешую в виде заусенцев на обработанной поверхности, когда их режут на низкой или средней скорости инструментами из быстрорежущей стали, которые называется чешуйчатым заусенцем. Образование чешуек и шипов увеличивает шероховатость поверхности деталей.
Далее происходит стружкообразование, которое образуется за счет накопления режущей стружки на поверхности режущей кромки в процессе резания. При образовании стружки выступающая часть может врезаться в заготовку вместо режущей кромки и оставлять на обрабатываемой поверхности канавки разной глубины; При отпадении опухоли стружки часть фрагментов опухоли стружки может прилипнуть к обрабатываемой поверхности и образовать мелкие заусенцы. Оба эти условия вызывают увеличение шероховатости обработанной поверхности детали.
Наконец, есть вибрация. Во время резки технологическая система производит периодические вибрации из-за недостаточной жесткости, что приводит к появлению полос или волнистых следов на обрабатываемой поверхности и значительному увеличению значения шероховатости поверхности.
Факторы, влияющие на шероховатость поверхности при механической обработке
Какие факторы при механической обработке вызывают остаточную площадь, образование стружки, шипы окалины и вибрацию? Давайте взглянем:
Первым фактором является количество резки. Параметры резания включают скорость подачи и скорость резания, среди которых скорость подачи оказывает наибольшее влияние на остаточную площадь, а увеличение скорости подачи приведет к увеличению остаточной площади. Влияние скорости резания на шероховатость поверхности в основном проявляется в образовании шипов окалины и узелков стружки. Когда режущий объект представляет собой пластиковый металл, а скорость резания очень низкая, образование стружки затруднено; Когда скорость резания очень высока, полезно уменьшить пластическую деформацию, тем самым препятствуя образованию шипов накипи. Следовательно, оба случая уменьшат шероховатость поверхности детали. При резке хрупких материалов влияние скорости резания невелико, поскольку деформация материала мала, поэтому значение шероховатости поверхности также уменьшается.
Второй фактор – геометрические параметры инструмента. К геометрическим параметрам инструмента в основном относятся форма лезвия и угол наклона инструмента, среди которых большое влияние на остаточную площадь и вибрацию оказывают радиус дуги вершины инструмента, угол основного отклонения и угол вспомогательного отклонения. Как правило, при условии достаточной жесткости станка, когда радиус дуги вершины инструмента увеличивается, а главный угол отклонения и дополнительный угол отклонения уменьшаются, значение шероховатости поверхности невелико. Однако, если жесткость станка слишком низкая, радиус дуги кончика инструмента слишком велик или главный угол отклонения слишком мал, это вызовет вибрацию из-за чрезмерной силы резания, что увеличит значение шероховатости поверхности.
Третий фактор – инструментальный материал, используемый для резки. Размер радиуса дуги режущей кромки и время, необходимое для сохранения ее остроты, различны для разных материалов инструмента. Режущие инструменты из некоторых материалов, например из быстрорежущей стали, можно затачивать, но время выдержки мало, поэтому шероховатость поверхности мала при резке на малой скорости; Однако для некоторых материалов, таких как твердый сплав, радиус дуги кромки после шлифования больше, а значение шероховатости режущей поверхности меньше при высокой скорости. Если подходящие инструментальные материалы выбраны в соответствии с потребностями обработки, шероховатость обрабатываемой поверхности может быть уменьшена.
Четвертый фактор – материал заготовки. Чем выше пластичность и ниже твердость материала заготовки, тем больше вероятность образования наростов мусора, шипов чешуи, хладностойкости и других явлений, а также тем больше шероховатость поверхности. Следовательно, шероховатость поверхности при резке высокоуглеродистой стали, среднеуглеродистой стали и закаленной и отпущенной стали меньше, чем при резке низкоуглеродистой стали; Шероховатость поверхности стальной заготовки меньше, чем у чугунной.