Причины возникновения шероховатости.

На шероховатость поверхности, обработанной лезвийным инструментом, оказывает влияние большое число факторов и, в первую очередь, метод обработки заготовок. Каждый метод обработки характеризуется применяемым оборудованием и инструментом, и в зависимости от этого, позволяет получить различную шероховатость поверхности (табл.5). Образование шероховатости нельзя объяснить только следом движения режущей кромки (при обработке стальных заготовок) и влияние хрупкого скалывания частиц (серый чугун, хрупкий цветной металл).

Таблица 5.

Параметры шероховатости поверхности в зависимости от методов обработки заготовок.

Из режимов резания наиболее существенное влияние на величину шероховатости оказывает подача и скорость резания. При увеличении подачи шероховатость увеличивается. Объясняется это двумя причинами (рис.2):

1. За один оборот снимается большой слой металла, вследствие чего явления отрыва и выламывания частиц металла возрастает.

2. Увеличивается площадь остаточного сечения снимаемого слоя, так при подаче S (рис.2) площадь остаточного сечения abc, а при S’ – a b’c’, соответственно увеличивается высота неровностей H и H’.

Рис. 2. Влияние подачи на шероховатость поверхности

Изменение скорости резания на шероховатость влияет по разному. Например, при обработке стали в определенном диапазоне скоростей (при точении 18-22 м/мин) на режущей кромке инструмента образуется нарост, который способствует увеличению шероховатости и образования наклепа на обрабатываемой поверхности, далее с увеличением скорости явления наростообразования прекращается, температура в зоне резания повышается и стружка снимается более плавно, без отрыва кристаллов, поэтому величина микронеровностей уменьшается.

Из геометрических параметров режущей кромки существенное влияние на шероховатость оказывает главный угол в плане φ, задний угол α и радиус при вершине режущей кромки R. Чем меньше угол в плане, тем меньше площадь и высота остаточного сечения H. Уменьшение заднего угла увеличивает площадь контакта обрабатываемой поверхности с резцом, что вызывает задиры на ней, следовательно, увеличивает шероховатость. Поэтому, чем меньше шероховатость задней границы режущей головки инструмента, тем меньше шероховатость обрабатываемой поверхности. Увеличение радиуса R при вершине режущей кромки уменьшает площадь остаточного сечения, следовательно уменьшает шероховатость.

Из физико-механических свойств материала на шероховатость в основном, оказывает влияние его твердость и вязкость. При обработке вязких и мягких материалов добиться малой шероховатости труднее, т. к. на поверхности от самых малых усилий остаются следы и задиры, при обработке деталей из твердых сплавов этого не происходит.

При обработке с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) большое значение имеет ее правильный подбор. СОЖ является смазкой, уменьшающей трение между контактирующими частями режущего инструмента и обрабатываемой поверхности и окислителем поверхностного слоя (окисная пленка легче разрушается). Правильно подобранная СОЖ уменьшает шероховатость на 10-40%. В качестве СОЖ применяются: веретенное масло, олеиновая кислота, керосин с маслом, содовые растворы и др.