7. Влияние технологических факторов на шероховатость поверхности.

На величину шероховатости влияют следующие факторы:

1. подача;

2. скорость резания;

3. геометрия р.и.;

4. материал детали;

5. наростообразование;

6. трение задней поверхности, СОЖ;

7. вибрации.

Подача. С увеличением подачи увеличивается высота микронеровностей, вследствие, копирования движения режущей кромки инструмента.

Скорость резания влияет неоднозначно.

Геометрия инструмента в большой мере сказывается на величине шероховатости, в первую очередь – радиус при вершине r, затем  и , и другие углы. Для уменьшения шероховатости нужно увеличивать радиус при вершине, сделать равным . Такие резцы удобно использовать при чистовой обработке.

Обрабатываемый материал и его физико-механические характеристики в значительной мере влияют на шероховатость. Пластичные материалы при обработке дают более высокие микронеровности, чем твердые, т.к. пластичные зерна не срезаются, а деформируются, наволакиваются друг на друга. Для повышения чистоты необходимо охрупчить поверхность(введение S или P, т/о (улучшение)).

Влияние СОЖ оказывает > действие, особенно при чистовой обработке, а также при обработке вязких, пластичных и высокопрочных металлов. Для каждого вида обработки разработаны различные СОЖ. Существуют СОЖ обладающие охлаждающим действием на основе воды, с добавлением минерального масла, или СОЖ с ярко выраженным смазывающим действием – твердые смазки(MoS₂, соли жирных кислот и др.). Среднее положение занимают СОЖ , обладающие смазывающим и охлаждающим действием – на основе минеральных масел с добавками S и Р(сульфофрезол). Как правило, применяются при чистовой обработке лезвийным инструментом. При разработке т/п подбирают вид смазки в зависимости от вида обработки, р.и., материала режущей части и детали и от того. Какая доля тепла уходит в деталь.

Вибрации оказывают, как правило, отрицательное воздействие на процесс резания ухудшая качество и точность обработанной поверхности, за исключением некоторых случаев при обработке высокопрочных материалов.

Для уменьшения вибраций необходимо:

• увеличить жесткость системы СПИД;

• правильный выбор геометрии(применение виброгасящей фаски);

• правильный выбор режимов резания;

• выбор виброгасителя;

• подбор СОЖ;

• правильный выбор т/о детали.

8. Формирование поверхностного слоя методами технологического воздействия.

При разработке т/п технолог целенаправленно формирует поверхностный слой детали рядом последовательно выполняемых операций. Для этого используют: правильный подбор видов и режимов обработки; т/о; различные виды ХТО. Варьируя режимами обработки и геометрией р.и. можно получить не только напряжения растяжения в поверхностном слое, но и сжатия. Однако основной способ получения напряжений сжатия является пластическое деформирование поверхности после обработки резанием. Оно может осуществляться при статическом и динамическом нагружении. Деформация поверхности может происходить шариками или роликами на специальных станках. При этом происходит упрочнение поверхностного слоя до 30 –40% по сравнению с исходным значением. В поверхностном слое создаются напряжения сжатия, которые повышают жесткость детали.

В основе метода упрочняющей обработки лежит механическое или термическое упрочнение поверхностного слоя.

Основными видами ППД обеспечивающие механическое упрочнение поверхностного слоя являются:

- Дробеструйная обработка - динамическое нагружение позволяет наклепывать не только пластичные, но и хрупкие материалы. Глубина слоя 1,5мм, диаметр дроби 0,04-2мм. Поверхности сложной формы наклепывают чугунной или стальной дробью на специальных установках.(обрабатываются СТ и цветмет).

- Наклёпывание байками или чеканка на специальных установках.

- Обкатывание или раскатывание роликами или шариками при статическом или динамическом наложении нагрузки.

- Обработка поверхностей стальными вращающимися щётками(иглофрезерование)

- Т/о: ТВЧ, а также нагрев плазменными горелками и последующее охлаждение, закалка под воздействиями лучами лазера. Наибольшую эффективность при формировании поверхностного слоя дает ХТО.

-ХТОНаиболее часто используются следующие виды: цементация, азотирование, цианирование, борирование, диффузионное хромирование, алитирование, силицирование.

Цементация – процесс насыщения поверхностного слоя углеродом (для сталей 10,20,10Х,20Х) при температуре 850-1000С в твердой, жидкой или газовой средах на глубину 0,8-1,2мм. Для деталей работающих на износ – 1,8...2,2мм. После цементации – закалка + н.о. Получаемая твердость поверхности – 55…60HRC_э. Наиболее удобна газовая среда(СО,СО₂) или горючие газы, но более дешевым и простым является древесный уголь. Насыщение в твердом карбюризаторе – единичное производство, массовое – газы. Для защиты от науглераживания применяют:

• гальваническое покрытие медью поверхностей, не подлежащих цементации. Не покрываемые медью поверхности лакируют.

• на нецементируемых поверхностях оставляют припуск > глубины цементации, который затем, перед т/о, снимают резанием.

• Защита нецементируемых поверхностей спец. огнестойкими пастами и замазками.

После цементации и т/о деталь деформируется в 2 – 3 раза сильнее, чем после простой т/о.

Азотирование – насыщение поверхностного слоя N, при температуре 450-600С в газовой среде (NH₃). Процесс длится 3 – 90 часов, глубина слоя – 0,05…0,8мм. При азотировании образуются нитриды, которые обладают высокой твердостью (HRA 80 и >) и коррозионной стойкостью. После азотирования т/о не требуется. Для особо точных деталей после азотирования вводят тонкую шлифовку или суперфиниш. Азотируется сталь 38ХМЮА. Азотирование повышает износостойкость, микротвёрдость, коррозионостойкость и предел выносливости.

Цианирование – процесс насыщения поверхности атомами C и N. Происходит в жидкой, твердой или газовой средах. В зависимости от температуры процесса может быть низко-(t=550-600С), средне-(750-850С) и высокотемператуная (900-980С). При низкотемпературном цианировании преобладает процесс насыщения азотом, в остальных случаях – С. Используются цианистые соли. В 1-м случае т/о не требуется, во 2-м и 3-м т/о обязательна.

Алитирование – насыщение сталей и чугунов алюминием(для защиты от коррозии и увеличении жаростойкости).

Борирование – насыщение бором для увеличения сопротивления абразивному износу и коррозионостойкости в агрессивных средах. Тверд 80НRA, закалка не требуется.

Хромирование –насыщение хромом для увеличения твёрдости и коррозионостойкости, глубина 100мкм, закалка не проводится.

Силицирование – насыщение кремнием, для увеличения коррозионостойкости, износостойкости, жаростойкости.

Качество поверхностного слоя формируется в течение всего т/п и оно связано с явлением технологической наследственности.