Базров Б.М. - Основы технологии машиностроения (1042954), страница 52
Текст из файла (страница 52)
При шлифовании на шероховатость поверхности оказывают влияние геометрические характеристики абразивных зерен, расстояние между ними. При шлифовании каждое абразивное зерно прорезает в материале царапину. Г!осле правки шлифовального круга алмазным инструментом на его поверхности появляются винтовые неровности, которые тоже переносятся на обрабатываемую поверхность. В зависимости от метода обработки и типа режущего инструмента неровности на поверхности детали имеют соответствующее направление. Пластические и упругие деформации материала оказывают при обработке резанием влияние на поверхностный слой детали. Поверхностный слой детаяи из пластических материалов деформируется, в результате возникают неровности обработанной поверхности.
При обработке хрупких металлов имеет место вырывание отдельных частиц металла. Пластические деформации при обработке резанием лезвийным инструментом зависят от скорости резания. В диапазоне скоростей 20„.40 м!мин под действием усилий, прнжимающих слои металла к передней поверхности резца, и высокой температуры слои металла привариваются к передней н частично к задней поверхности резца, образуя нарост, который изменяет форму режущей кромки лезвия и резко увеличивает шероховатость. По мере возрастания скорости резания количество теплоты, выделяемой в процессе образования стружки, увеличивается, нарост, нагреваясь быстрее остальной части зоны деформации, разрушается и шероховатость уменьшается.
Во время отделения стружки резцом часть металла заготовки, лежащей под ним, поднимается его закругленной частью, подвергаясь упругой и пластической деформации, После прохождения резца этот несрезанный слой металла частично и неравномерно упруго восстанавливается и вызывает трение по задней поверхности, тем самым увеличивается высота неровности профиля поверхности.
При высоких скоростях резания глубина пластически деформированного слоя уменьшается. Вибрации, возникающие в технологической системе и создающие относительные колсбательные движения заготовки и режущего инструмента, также являются причиной возникновения шероховатости. Г!ри ~том чем выше амплитуда колебаний, тем больше шероховатость. 284 '1АКОНОМЕР! РОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ОТКЛОР!ЕИИЙ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ 1.6.3.2.
Образование отклонении физико-механических свойств поверхностного слои детали Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются структурой, глубиной, степенью упрочнсния (наклала), остаточнымн напряжениями. Эти свойства поверхностного слоя изменяются пол влиянием совместного силового н теплового воздействий, В зависимости от метода обработки может доминировать одно из них. Различают трн зоны (рис. !.6,26) напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя металлических деталей: ) — резко выраженной пластической деформации, которая характеризуется значительным искажением кристаллической решетки, измельченными зернами н значительным увеличением микротвердости; 2 — упругопластической деформации, характеризуемой вытянутыми зернами, наволакиванисм одних зерен на другие н значительным уменьшением микротвердости; 3 — переходной упругодсформированной, представляюшей зону влияния деформации и зону перехода к строению основного металла. Глубина упрочнелного слоя колеблется от двух до сотен микромезров.
Степень упрочнсния и„, 8ь8, характеризует отклонения твердости поверхностного слоя Н, от твердости основного материала Н;. Н' 100 [ь ), Но ГВераосьль Ссльаьпсчные напряженая Рис. 1.6.26. Характеристики напряжение-деформированного состояния поверхностного слоя детали ОВРАЗОВАНИЬ ОТКЛОНЕНИЙ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ 285 Рис. 1.6.27.
Эскиз образна для определения глубины наклеив 6„ Обычно и„составляет 120...160 %, Наиболее простым способом определения глубины п„наклепа является измерение микротвердости исследуемого образца на притертой отполированной поверхности косого среза под небольшим углом (рис. 1.6.27). Г!рименяют также и рентгеновские методы.
Остаточные напряжения в поверхностном слое могут быть приблизительно равны пределу текучести материала, а глубина их распределения может превышать глубину наклепа. Различия поверхностного слоя по глубине пластических деформаций напряженно-деформированного и структурных состояний обусловливают появление в нем остаточных напряжений. Остаточные напряжения измеряют по деформации образца, происходящей после снятия с него напряженного слоя химическим или элсктрохимическим способом. Широко распространено определение напряжений по методике академика Н.Н, Давиденкова.
Согласно методике тангенциальные и осевые (нормальные) напряжения ! рода определяют на образце 1в виде разрезанного кольца) при последовательном удалении поверхностных слоев. В процессе снятия с кольца тончайших поверхностных слоев методом электрополирования непрерывно регистрируют значения деформаций с помощью тензодатчиков. При зтом все поверхности кольца, кроме исследуемой, защищают от воздействия злектролита соответствукнцим покрытием. Упрочнение поверхностного слоя происходит при силовом воздействии в процессе резания, в результате которого возникают пластические деформации, сопровождающиеся измельчением и вытягиванием кристаллических зерен в направлении деформации, искривлением плоскостей скольжения, возникновением напряжений и искажениями кристаллической решетки, Степень и глубина упрочнения возрастают с увеличением сил и продолжительности их воздействия, а также степени пластической деформации.
Пластическая деформация означает сдвиговые взаимоперемешения злементов структуры металла по слабым направлениям. Сопротивление металла деформации возрастает и происходит его упрочпение. 286 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ В процессе деформации металл поглощает часть энергии, становится термически неустойчивым и в нем самопроизвольно возникают процессы "отдыха" — разупрочнения, частично восстанавливающие его пер воначальные свойства. Таким образом, пластическая деформация сопровождается упрочнением и разупрочнением, соотношение которых зависит от условий деформации и определяет качество поверхностного слоя. При большей температуре и длительности теплового воздействия возможно полное снятие упрочнения, возникшего в результате силового воздействия. Степень и глубина упрочнения зависят от метода и режима механической обработки.
Силовой фактор вызывает пластические деформации и порождаез только сжимающие напряжения; тепловой фактор вызывает растягиваюшие напряжения в поверхностном слое. Все это объясняется следующим образом. Силовой факаор. Вследствие действия сил трения по задней поверхности инструмента поверхностный слой подвергается растяженик1 При этом деформация его верхней части до какой-то глубины будет пластической, а ниже — только упругой. После прохода инструмента упруго растянутая (нижняя) часть слоя, стремясь сжаться, сожмет пластически деформированную (верхнюю) часть слоя. В результате верхняя часть слоя будет сжата, а нижняя — частично растянута. Тепловой фактор.
Верхняя часть поверхностного слоя (как более нагретая) стремится удлиниться, а нижняя, более холодная, препятствус~ этому. Поэтому в верхней части возникают напряжения сжатия, а в нижней — растяжения. При дальнейшем повышении температуры напряжения в верхней части поверхностного слоя превысят предел текучести, что вызовет в нем дополнительную пластическую деформацию сжатия.
При последующем охлаждении верхняя часть поверхностного слоя стремится укоротиться на величину большего растяжения вследствие пластической деформации (нижняя часть не претерпела пластическоп деформации). В результате в верхней части возникнут растягиваюшис напряжения, а в нижней- напряжение сжатия. Большое влияние на степень и глубину упрочнения оказывает око рость резания. Влияние скорости резания на степень и глубину упрочнс ния не является монотонным. Существует оптимальная скорость резания, при которой эти показатели будут минимальными. Увеличение подачи нг меняет характера влияния скорости резания на степень и глубину упроч нения, а только уменьшает значение оптимальной скорости резания.
ОЬРАЗОВАНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЭ1 287 При уменьшении переднего угла от ь15' до — 15' глубина упрочнсния увеличивается почти в 3 раза, а степень упрочнения — на 13 0м Увеличение радиуса скругления режущего лезвия повышает степень и глубину упрочнения при всех подачах, особенно если он больше, чем толщина среза.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
