Шероховатость.

При использовании лезвийного инструмента обработанная поверх-ность в принципе является неровной. Всегда имеются микронеровности того или иного размера. Это называется шероховатостью. В 50-е годы 20-го века она обозначалась в виде d,…. dddd. Затем было введено обозначение Rz. В последние годы стало применяться обозначение Ra. При этом

Rz= [(|h₁|+ |h₃|+…+ |h₉|)+ (|h₂|+ |h₄|+…+ |h₁₀|)]/5, мкм ( 6-5)

где h₁..h₉ – пять максимальных выступов; h₂…h₁₀ – пять максимальных впадин, определенных на некоторой базовой длине l;

Ra=[ |y_i|] /n,мкм(6-6 )

где |y_i| - модули высоты выступов или впадин общим числом n на некоторой базовой длине l.

Последнее соотношение является среднеарифметическим отклонением от номинального размера.

Базовая длина l зависит от класса чистоты. Так, для кл. 6-8 и Ra 1,6…2,5 базовая длина составит l= 0,8 мм, а для кл. 10…12 и Ra 0,025…0,16 - l= 0,25 мм.

Измеряют шероховатость с помощью оптических или щуповых приборов.

Между обозначениями Rz и Ra существует следующее соотношение:

если Ra£ 2,5 , то для классов чистоты 6…14 Ra» Rz/5;

если Ra³ 5 , то для классов чистоты 1…5 Ra» Rz/4.

Поверхность, обработанная лезвийным режущим инструментом, имеет некоторый закономерный геометрический рельеф. После точения резцом получается винтовая поверхность (рис.6.15) с высотой неровностей, которую можно приближенно определить с помощью выражения

H= S_osin j sinj₁/sin(j+j₁). (6-7)

Чем меньше высота неровности, тем выше качество обработки.

Рис.6.15. Шероховатость

при наружном точении.

Однако на шероховатость оказывают влияние много других факторов. В справочнике [11] даются рекомендации по их учету. Некоторые из них приводятся ниже.

Точение (получистовое и чистовое при S_o= 0,05…0,43 мм/об- подаче на оборот; u= 71-282 м/мин- скорости резания; r= 0,5…2 мм- радиус заострения вершины резца; g= +4°… …- 40°- передний угол)

Ra=k_o[S^k1_o(90+ g)^k4/ (r^k2u^k3) . (6-8)

В таблице 6.2 приведены значения коэффициентов. Шлифование (круглое, предварительное и получистовое)

Ra= 0,47S_пр^0,35t^0,29K^0,08j_ст^0,34 /(u_д^0,08S_рад^0,003i^0,024) . (6- 9)

Где Sпр , Sрад - соответственно продольная и радиальная подача; uд - скорость движения детали; K - зернистость круга; jст - жесткость станка; i - число выхаживаний; t - глубина резания.

Таблица 6.2

Условия обработки: материал- сталь 40Х, HRC 30- 35; u_д = 20- - 50м/мин; S_пр= (0,5- 1,0)В; S_рад= 0,05- 0,1 мм/дв. ход; j_ст= 10⁴- - 3*10⁴Н/ мм; i= 1- 5; K= 16- 40; для связки С2 Н=2; для СМ1 Н=1.

Растачивание (получистовое и чистовое)

Ra= 76,2 S₀^0,57u^0,03j_ст^0,04/[10^0,04t^0,08r^0,2a^0,34(50+g)^0,35], (6-10)

где a - задний угол.

Условия обработки: материал сталь 40Х; t= 0,15- 1 мм; S₀ = 0,05- 0,5 мм/об; u = 50- 150 м/мин; r = 0,5- 2 мм; g = +4° - (- 40°); a = 3° - 7°; j_ст= 10⁴- 3*10⁴Н/ мм

Развертывание.

Ra=0,1 d^0,26 u^0,89S₀^-0,27. (6-11)

Условия обработки : материал сталь 40Х; d= 12- 25мм; u = 5- 10 м/мин; S₀ = 0,6- 1,6 мм/об.