Шероховатость поверхности при фрезеровании

 

Говоря о качестве обработанной поверхности, обычно подразумевают под ним шероховатость поверхности, хотя это не совсем правильно. Качество поверхности характеризуется не только ее шероховатостью, но и качеством (состоянием) поверхностного слоя. При обработке резанием изменяется не только микрогеометрия поверхности детали, но и структура поверхностного слоя, его механические свойства. Под действием режущего инструмента обрабатываемый металл в тонком поверхностном слое получает наклеп - упрочнение. Деформация поверхностного слоя происходит при высоких температурах и давлениях.

При скоростном резании металлов температура в зоне резания достигает 800-1000° С и более. В результате сильной пластической деформации и нагрева до высокой температуры структура и свойства поверхностного слоя металла могут резко отличаться от основного металла. Глубина поверхностного слоя с измененными свойствами и его состояние зависят от свойств и структуры обрабатываемого металла, вида обработки, геометрии режущего инструмента, режима резания и других причин. При обдирочной обработке глубина наклепанного слоя может превышать 0,5 мм, а при чистовой обработке снижается до 0,1 мм. Качество поверхностного слоя контролируют в заводских и исследовательских лабораториях. В цеховых условиях обычно ограничиваются измерением шероховатости обработанной поверхности. На рис. 39 приведены схемы образования профиля поверхности при фрезеровании. На всех схемах глубина фрезерования и подача на один зуб одинаковы. Сравним, какой профиль поверхности при этом получается, и посмотрим, от каких факторов зависит высота неровностей на обработанной поверхности.

Схема образования профиля поверхности при фрезеровании

Рисунок 39 - Схема образования профиля поверхности при фрезеровании: а - торцевой фрезой с острой вершиной зубьев (не закругленной); б - торцевой фрезой с закругленной вершиной; в - цилиндрической фрезой

Факторы, влияющие на шероховатость

Прежде всего на высоту неровностей влияет радиус закругления вершины зуба торцовой фрезы (или радиус цилиндрической фрезы). Нетрудно видеть также влияние подачи. В треугольнике А Б В (рис. 39, а) высота БД равна выступу hа. При уменьшении Sz основание треугольника А В будет меньше и также уменьшится высота БД. Для торцовой (рис. 39, б) и цилиндрической (рис. 39, в) фрез высота неровностей тоже зависит от подачи и с уменьшением подачи уменьшается. Для фрез с закругленными зубьями и цилиндрических фрез высоту неровностей можно определить по формуле: h = S2z/8R По схеме на рис. 39, а можно судить и о влиянии на высоту неровностей углов зуба в плане. При уменьшении вспомогательного угла в треугольнике АБВ без изменения подачи S высота неровностей БД = ha будет уменьшаться. То же самое будет и при уменьшении угла φ.

Для закругленных зубьев углы в плане не влияют на высоту неровностей, если неровности образуются криволинейным участком режущей кромки. В этом случае высота неровностей зависит только от радиуса закругления вершины зуба фрезы R и величины подачи Sz. Уменьшение глубины резания о t до t1 (рис. 39, а) на высоту неровностей не влияет. Отсюда можно сделать вывод, что для уменьшения шероховатости обработанной поверхности следует уменьшать подачу, углы в плане, увеличивать радиус закругления вершины зуба фрезы или радиус (диаметр) цилиндрической фрезы. Если довести вспомогательный угол в плане до нуля, можно получить совершенно ровную поверхность. Для других случаев можно из геометрических соображений подсчитать величину неровностей в зависимости от Sz, φ, φ1, R.

Похожие материалы