Формирование микронеровностей на обработанной поверхности

Качество поверхности, как отмечалось, характеризуется шероховатостью, а также наклепом и остаточными напряжениями. На шероховатость поверхности влияет много различных факторов, которые условно принято делить на геометрические и физические.

К геометрическим факторам относятся параметры инструмента - углы в плане j и j1, радиус при вершине r и шероховатость режущих кромок, а также подача S, т.е. все установочные параметры, знания которых достаточно, чтобы, не проводя эксперимента, рассчитать высоту микронеровностей .

Рис. 4.1. Картина микронеровностей при точении

Например, для точения (рис. 4.19), полагая для упрощения r=0,

.

Рис. 4.2. Зависимость высоты микронеровностей от скорости резания  

На рис. 4.20 приведена типичная кривая зависимости высоты микронеровностей от скорости резания, из которой видно, что наиболее сильное отклонение фактических величин Rz от расчетных геометрических, связано с образованием нароста.

При отсутствии нароста основное приращение Rz создается пластическим точением металла в направлении вершины микронеровности тем большим, чем больше степень пластической деформации металла в зоне стружкообразования. Кроме этого, приращение Rz может быть вызвано упругим восстановлением поверхностного слоя, а также трением между задней поверхностью инструмента и обрабатываемой поверхностью.

Исходя из изложенного, высота микронеровностей Rz может быть представлена в виде уравнения

.

Здесь приращение DRzфиз вследствие действия физических факторов представлено в виде суммы приращений:

DRzпл - от пластического точения металла в направлении вершины остаточных гребешков;

DRzупр - от упругого восстановления поверхностного слоя;

DRzзад - от трения по задней поверхности инструмента.

Для снижения высоты микронеровностей необходимо, следовательно, наряду с уменьшением расчетной величины остаточных гребешков, что достигается уменьшением углов резца j и j1 и подачи S, увеличением радиуса при вершине r, снижать DRzфиз. Для этого следует, прежде всего, работать на режимах, исключающих наростообразование, а также снижать степень деформации металла при резании: увеличивать до возможных значений передний угол инструмента, обрабатывать материал по возможности в более твердом состоянии (снижаются DRzпл), применять эффективные смазки и подбирать материал режущей части инструмента, обладающий пониженной адгезионной активностью по отношению к обрабатываемому материалу (снижается DRzзад) и т.д.