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 R_z от расчетных геометрических, связано с образованием нароста.

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

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

.

Здесь приращение DR_z^физ вследствие действия физических факторов представлено в виде суммы приращений:

DR_z^пл - от пластического точения металла в направлении вершины остаточных гребешков;

DR_z^упр - от упругого восстановления поверхностного слоя;

DR_z^зад - 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 DR_z^физ. 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 DR_z^пл), применять эффективные смазки и подбирать материал режущей части инструмента, обладающий пониженной адгезионной активностью по отношению к обрабатываемому материалу (снижается DR_z^зад) и т.д.