| Главная |
| Поиск по сайту |
Адрес этой страницы' ?>
<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>§ 4. Качество поверхности. Понятие о качестве поверхности.
При механической обработке происходит изменение состояния поверхностного слоя металла (его строения и твердости), а также возникновение шероховатости обработанной поверхности.
Возникновение шероховатости при обработке поверхности обусловлено оставлением на ней следа режущей кромки инструмента, а также пластическими деформациями, возникающими в процессе резания металла.
В процессе обработки происходит раздробление кристаллитов металла и упрочнение (наклеп) поверхностного слоя (на глубину от нескольких микрон при тонкой обработке и до 1 мм при грубой механической обработке со снятием больших слоев металла). Следовательно, состояние поверхностного слоя отличается по своим физико-механическим свойствам от свойств металла под этим слоем.
Эксплуатационные свойства деталей (их прочность, износостойкость, сопротивление коррозии) зависят от толщины этого слоя (часто называемого «дефектным слоем»).
У вязких материалов (например, стали) толщина дефектного слоя больше, чем у менее вязких (чугуна), так как в первом случае пластические деформации в поверхностных слоях металла больше, чем во втором, и соответственно возникают большие силы резания и тепловыделение в процессе обработки.
Качество поверхности определяется совокупностью характеристик, шероховатости обработки и качества поверхностного слоя.
Шероховатость обработки поверхности (ее степень) определяется высотой микронеровностей и зависит от рода обработки, материала обрабатываемой заготовки детали, геометрической формы и материала режущего инструмента, режима резания, жесткости системы СПИД и др.
От качества поверхности зависят следующие эксплуатационные характеристики деталей: износостойкость, усталостная прочность, стабильность зазоров и натягов между сопрягаемыми деталями, стойкость против коррозии.
Рис. 184. Протекание износа поверхности
Протекание износа двух трущихся поверхностей показано на рис. 184. По оси абсцисс отложено время работы, по оси ординат — величина износа. На участке О — Тс в начале работы трущихся поверхностей (в период приработки) происходит ускоренный (первичный) износ, во время которого изнашиваются наиболее выступающие микронеровности. На участке Тс— Ткинтенсивность износа уменьшается и становится приблизительно постоянной до достижения некоторой точки К. После точки Кинтенсивность износа возрастает до наступления момента разрушения трущихся поверхностей («катастрофический износ»).
Характер протекания износа зависит от многих факторов, в особенности от скорости взаимного перемещения трущихся поверхностей и нагрузки на них. На износ влияет также род смазки, характер, состояние поверхности и материал деталей, а также и другие факторы.
От шероховатости обработанных поверхностей зависит усталостная (циклическая) прочность деталей, особенно из закаленных сталей, так как впадины между микронеровностями могут быть очагами концентрации внутренних напряжений. Для чугуна и цветных сплавов влияние шероховатости обработки на прочность деталей менее заметно.
Стабильность зазоров и натягов сопрягающихся поверхностей зависит от их шероховатости: при наличии зазора между трущимися поверхностями в первую очередь изнашиваются микронеровности на них. Чем больше высота этих микронеровностей, тем интенсивнее происходит первичный износ и тем в большей степени изменяется зазор между трущимися поверхностями.
При неподвижных посадках происходит смятие металла в месте сопряжения поверхностей деталей. Чем больше высота микронеровностей, тем в большей степени фактический натяг, обусловленный объемом сжимаемого при посадке металла, будет отличаться от расчетного и тем в меньшей степени будет стабильна прочность неподвижного соединения.
Зависимость стойкости против коррозии металла от шероховатости поверхностей обусловлена тем, что у шероховатых поверхностей площадь их соприкосновения с корродирующими агентами большая. Кроме того, при остроочерченных профилях дна впадин между микронеровностями, чем выше высота последних, тем в большей степени разрушение металла в этих впадинах под действием коррозии, проникающей в глубь металла.