Шлифованная поверхность


Шлифование является, как правило, окончательной операцией технологического процесса механической обработки деталей либо предшествует операции доводки или полировки. Поэтому к технологии шлифования предъявляется, как одно из важнейших, требование обеспечение высокого качества обработанных поверхностей деталей машин. Для оценки качества  шлифованной поверхности используют параметры, характеризующие шероховатость и состояние поверхностного слоя материала.

Согласно ГОСТ 2789-73 для оценки шероховатости используют:

  • Ra- среднее арифметическое отклонение профиля от его средней линии;
  •  Rz- средняя высота неровностей профиля по десяти точкам (по пяти наиболее высоким выступам и пяти наиболее глубоким впадинам);
  •  Rmax- наибольшая высота неровностей, измеренная от самого высокого выступа до самой глубокой впадины;
  •  tp- относительная опорная длина профиля.

Контроль параметров шероховатости может производиться оптическим и щуповым методами. Наибольшее распространение имеют приборы- профилометры, основанные на щуповом методе  измерения, например. мод 201, 202, 240 и 252 завода ''Калибр'', а также приборы "Телесурф","Петрометр".

Между высотными параметрами шероховатости Ra, Rz, Rmax существуют следующие соотношения:

Rz=(4...5)Ra; Rmax= (8....10) Ra.

Характеристика шлифовального круга оказывает определяющее влияние на шероховатость обработанной поверхности. Чем больше зернистость Z абразивного материала, тем больше значения высотных параметров шероховатости Ra,Rz,Rmax.

График зависимости шероховатости от зернистости

Твердость шлифовального круга оказывает сложное влияние на шероховатость. Для конкретных условий и режимов шлифования существует оптимальная твердость, при которой достигается минимальный уровень шероховатости. Уменьшение или увеличение твердости круга относительно оптимальной приводит к увеличению шероховатости.

Правка шлифовального круга существенно влияет на шероховатость обработанной  поверхности, особенно на начальном этапе периода стойкости. Чем больше глубина и подача при правке, тем больше шероховатость. Требования к шероховатости шлифованных поверхностей принимаются во внимание при выборе способа правки и правящего инструмента.

График зависимости шероховатости от твердости круга

Режимы шлифования

Режимы шлифования во многом определяют уровень шероховатости:

  • повышение скорости шлифования V вызывает снижение шероховатости;
  • увеличение радиальной подачи Sp (глубины t) приводит к увеличению шероховатости;
  • уменьшение скорости движения продольной подачи Vsпр, обеспечивает понижение шероховатости;
  • увеличение продолжительности выхаживания снижает шероховатость.

График зависимости шероховатости от скорости круга

Физико-механические свойства обрабатываемых материалов во много определяют шероховатость обработанной поверхности. При шлифовании сталей, термообработанных до высокой твердости (HRCэ> 60), обеспечивается меньшая шероховатость. Снижение твердости стали приводит к  увеличению шероховатости до 30....40%. Наибольшая шероховатость образуется при шлифовании вязких, мягких, высокопластичных материалов: латуни, бронзы, алюминиевых сплавов и т.п. 

Микротрещины, а также шлифовочные прижоги являются наиболее грубыми дефектами поверхностного слоя. Шлифовочные прижоги - участки обработанной поверхности с измененной структурой материала. Наиболее интенсивный прижог заметен на обработанной поверхности в виде темных или темно-коричневых сплошных или штриховых участков.

График зависимости шероховатости от радиальной подачи

Контроль наличия прижогов и микротрещин выполняется обычно визуально, в том числе с использованием металлографических микроскопов. Для выявления скрытых прижогово используют травление специальными химическими реактивами.

График зависимости шероховатости от продольной подачи

Микротвердость поверхностного слоя

Интенсивная пластическая деформация поверхностного слоя приводит к его упрочнению (наклепу) и, как следствие, к увеличению микротвердости. Это наблюдается, если силовое воздействие абразивных зерен является преобладающим по сравнению с тепловым. С ростом сил  резания увеличивается наклеп и, соответственно, микротвердость поверхностного слоя.

Понижение микротвердости поверхностного слоя (разупрочнение) наблюдается с увеличением температуры в зоне резания, что связано с изменением структуры материала.

При шлифовании закаленной стали нагрев поверхностного слоя до высоких температур (более 400 С) вызывает отпуск металла, в результате микротвердость поверхностного слоя понижается.

Возможно повышение микротвердости поверхностного слоя при шлифовании сталей, воспринимающих закалку. В этом случае в поверхностном слое также происходят структурные изменения металла (вторичная закалка).

Обычно снижение микротвердости поверхностного слоя отрицательно влияет на эксплуатационные свойства обработанной поверхности. Увеличение микротвердости способствует повышению износостойкости деталей машин.

Контроль микротвердости выполняется методом вдавливания алмазной пирамиды (ГОСТ 9450-76). Для этой цели применяются приборы ПМТ-3, ПМТ-5, ПМТ-6 и др.


6 из 6. Оценок: 556.