Чистота поверхности при токарной обработке

Шероховатость поверхностей при токарной обработке

Чистота поверхности при токарной обработке

Новости

23 April 2018 • 12:00

 

На поверхности металла, подверженной обработке резцом станка, появляются шероховатости в виде бугров и каналов, хорошо и слабо заметные, которые можно обнаружить лишь при помощи специальных приборов.

Данные неровности располагаются по направлению движения резца и выдают поперечную шероховатость. При обработке резцом важное значение имеет именно такая неровность, обусловленная конфигурацией и параметрами винтовых выступов. Высота ребра шероховатостей зависит от множества моментов и не может быть высчитана, а находится лишь путем проведения опытов.

Причины появления неровностей

  • Если металл подвергался термической обработке, то шероховатость его поверхности становится меньше, так как увеличивается однородность его состава.
  • Параметры подачи. При крупных – высота неровностей сильно отличается от заложенной и превышает ее.
  • При скорости резки 4-6 м/мин параметры неровностей несущественны; с увеличением скорости резки неровности увеличиваются; при повышении скорости резки до 55-75 м/мин высота неровностей уменьшается, и при скорости 70 м/мин шероховатость поверхности получается самой маленькой. Следующее увеличение скорости резки незначительно влияет на шероховатость обработанной поверхности.
  • Химический состав жидкости для смазки, используемой при токарной обработке, имеет значение. Лучших показателей можно добиться, если жидкость имеет масла, мыло, способные повысить ее свойства смазки.
  • При несильном затуплении резца поверхность часто получается несколько лучше, чем при остром резце. При дальнейшем затуплении шероховатость поверхности увеличивается.
  • Резцами из твердых материалов очень трудно получить ровную поверхность при обработке металлов.
  • Важное значение имеют серьезные зазоры в подшипниках, неважная балансировка узлов станка, малая жесткость исходной детали, углы резца, его вылет. Эти явления при токарной обработке вызывают шероховатость поверхности продольного характера.

Эталоны чистоты

Если учитывать стоимость работы, то тщательная отделка поверхности всегда дороже грубой обработки. Поэтому для измерения класса чистоты детали применяются специальные приборы.

Данные классы иначе называют эталонами чистоты и определяются в цеховых условиях по уже проверенным образцам различных классов.

Источник: http://atl-met.ru/news/sherohovatost-poverhnostey-pri-tokarnoy-obrabotke

Чистота поверхности при токарной обработке

Чистота поверхности при токарной обработке

26.03.2020

В статье расскажем про режимы и элементы резания при точении, про растачивание отверстий (расточные работы по металлу) на универсальном токарном станке, про основное затрачиваемое время. Также поговорим о том, что это такое, какие схемы и виды используются. Обработка цилиндрических металлических изделий – распространенная и востребованная операция по стали.

Основные понятия для токаря

Данная методика заключается в снятии верхнего слоя со стальной заготовки посредством режущего инструмента. Цель металлообработки – достижение определенных параметров и нужной степени шероховатости.

Технология заключается во взаимодействии двух подач – продольной и поперечной, чтобы добиться одновременного вращения изделия и перемещения резца. Помимо основной задачи на оборудовании можно выполнять ряд второстепенных процессов:

  • нанесение внутренней и наружней резьбы;
  • разрезание заготовки на две и более частей;
  • создание канавок;
  • координатно-расточные работы (горизонтальные и вертикальные), то есть тонкое растачивание отверстий;
  • шлифование до обеспечения нужной степени шероховатости.
Читайте также  Обработка днища автомобиля от коррозии своими руками

На аналогичных станках выполняют не только металлообработку, обработке подвергаются и другие материалы, в том числе дерево и пластмасса. Но наиболее востребованным является оборудование по стали.

Заготовки могут иметь цилиндрическую, конусообразную форму, в зависимости от того, как направлены полозья. Из них вытачивают такие детали, как:

  • валы;
  • шайбы;
  • гайки;
  • кольца для подшипников;
  • зубчатые колеса (при наличии зубонарезной установки) и пр.

Технология активно используется как на производстве, так и в домашних условиях. Большинство заводов переходит с ручного управления на автоматизированное посредством ЧПУ – Числовое Программное Управление.

Основные стандарты прописаны в нормативном документе – ГОСТ 25762-83. Здесь указаны нормы работы, а также правила безопасности. Расчет мощности резания при точении и используемая технология выбирается в зависимости от прочности материала, длины заготовки и задач. При обработке чрезмерно длинного вала велика вероятность вибраций, поэтому процедура проводится на низких оборотах.

Действия самого станка заключаются в обеспечении вращательного движения (металлическая заготовка крепится с двух сторон) и подачи инструмента, которым может быть резец:

  • отрезной;
  • резьбовой;
  • канавочный;
  • расточный;
  • проходной;
  • фасочный и др.

Рабочая зона отличается повышенным количеством стружки. По этой причине токарные станки с ЧПУ часто оснащают устройством стружкоотведения, а также системой подачи смазки.

После окончания процесса оператор обязательно проводит контрольные измерения. Они заключаются в определении точных размеров посредством предельного калибра (в основном используется на серийном производстве) или штангенциркуля, или другого измерительного инструмента.

Для токаря важно правильно подобрать скорость и инструмент для металлообработки. Он должен быть из высокопрочной стали и всегда наточен. При контакте с металлом происходит значительный нагрев в месте соприкосновения, силы сцепления нарушаются, верхний слой снимается, превращаясь в стружку. Чтобы не убрать лишнее, необходимо оставлять припуски на токарную обработку при черновом и чистовом точении.

Теперь подробнее поговорим о том, какие стадии может проходить одна и та же заготовка.

Черновое твердое точение

Для начала скажем о том, что есть сверхчерновой вариант металлообработки, он же – обдирочный. В процессе обдирки происходит очень высокое напряжение на режущей кромке, в среднем около Q = 800/3000 см3 * мин-1. Первичные деформации происходят с активным выделением тепла и с высокой нагрузкой на сам резец – сила резания доходит до 10 000/60 000 N.

Это может вызвать деформирование инструмента с последующим выходом из строя – полная потеря твердости инструментальной стали.

Износ происходит быстрее и сильнее, когда деталь была произведена путем отливки или штамповки, поскольку эти методы металлообработки приводят к появлению твердых включений в материале, а удары об них существенно снижают длительность эксплуатации изделия.

При черновом режиме резания при точении фасок данные показатели немного ниже, но также остаются существенными, как и при обдирке. Мы рекомендуем выбирать резец в зависимости от стиля обработки. При непрерывном контакте минимизируется количество ударов, но возрастает выделение тепла и сила резания: по этой причине следует выбирать инструмент с большим пределом термостойкости. Обычно, в таких сплавах минимален процент оксида углерода, это низкоуглеродистые соединения. Они менее прочные, однако хуже подвергаются пластическим деформациям при нагреве.

Прерывистая техника подразумевает меньший контакт с заготовкой, а значит, более длительную эксплуатацию, поскольку шанс деформирования резца снижается. Но из-за циклических механических ударов хрупкий материал может быстро выйти из строя. Для таких черновых работ рекомендуется использовать инструмент из углеродистого сплава.

Читайте также  Какие напильники применяют для обработки твердых сплавов?

Источник: https://tpg70.ru/chistota-poverhnosti-pri-tokarnoy-obrabotke/

Шероховатость

Чистота поверхности при токарной обработке

МТC Velcom
+375-29-760-21-83 +375-29-934-16-38
Резюме Гостевая

          Качество поверхностного слоя определяется совокупностью характеристик: физико-механическим сосотоянием, микроструктурой металла поверхностного слоя , шероховатостью поверхности. Сосотояние поверхностного слоя влияет на эксплуатационные свойства деталей машин: износостойксть, виброустойчивость, контактную жесткость, прочность соединений и т.д. Параметры и характеристики шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789-73.

Существуют 6 параметров оценки шероховатости поверхности:

Высотные: Ra — среднеарифметическое отклонение профиля
Rz — высота неровностей профиля по 10 точкам
Rmax — наибольшая высота профиля
Шаговые: S — средний шаг местных выступов профиля
Sm — редний шаг неровностей профиля по средней линии
Высотно-шаговый: tp — относительная опорная длина профиля

          Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых нормируются, служит средняя линия профиля — базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.
          Через низшую и высшую точки профиля в пределах базовой длины L проводят линии выступов и впадин профиля параллельно средней линии. Расстояние между этими линиями и определяет наибольшую высоту неровностей профиля Rmax.

           Среднее арифметическое отклонение профиля Ra определяется как среднее арифметическое абсолютных значенией отклонений профиля в пределах базовой длины:

или приближенно:

          Высота неровностй профиля по десяти точкам Rz равна средней арифметической суммы абсолютных отклонений точек пяти наибольших максимумов Hi max и пяти наибольших минимумов Hi min профиля в пределах базовой длины:

           Вместо средней линии определяют расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов hi max и низших точек пяти наименьших минимуов hi min до линии, параллельной средней и непересекающей профиль.

Средний шаг неровностей Sm вычисляют как среднеарифметическое значение шага неровностей Si m в пределах базовой длины:

Средний шаг неровностей профиля по вершинам S  — среднее арифметическое значение шага  неровностей профиля по вершинам Si в пределах базовой длины:

Под опорной длиной профиля η p понимают сумму длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в матереале выступов профиля линией эквидистантной средней линии. Относительная опорная длина профиля  tp определяется как отношение  опорной длины профиля η p к базовой длине:

В дополнение к количественным параметрам для более полной характеристики шероховатости указывают направление неровностей:

Шероховатость поверхности
достижимая при различных видах обработки

Строгание чистовое
тонкое
10
7…8
Фрезерование торцовое чистовое
тонкое
10
7…8
Фрезерование цилиндрическое чистовое
тонкое
9
7…8
Точение чистовое
тонкое
10
7…

8

Растачивание чистовое
тонкое
9
7…8
Зенкерование 7…8
Подрезка торцев чистовое
тонкое
9
7…

8

Нарезание резьбы наружной резцом, плашкой, леркой гребенокой, фрезерованием накатыванием

шлифованием

8g 6g 4h

4h

Нарезание резьбы внутренней метчиком, резцом фрезерованием

шлифованием

6H 6H

4H

Обработка  зубьев колес строгание, фрезерование фрезерование червячной фрезой шевингование шлифование

притирка и обкатывание

8…9 7…8 6…7 5…6

4…5

Анодно-механическая обработка чистовое
тонкое
8
5..6
Электрохимическая размерная обработка чистовое
тонкое
9
7…8
Электроискровая обработка чистовое
тонкое
7
5…6
Ультразвуковая обработка(отверстий, углублений) чистовое 6…7
Шабрение чистовое
тонкое
7
5…6
Развертывание чистовое
тонкое
7
5…6
Протягивание чистовое
тонкое
7
5…6
Шлифование плоское чистовое
тонкое
7
5…6
Шлифование цилиндрическое Наружное: чистовое тонкое

Внутреннее

чистовое

тонкое

6 4…5 6

4…5

Притирка чистовое
тонкое
5
3…4
Полирование чистовое
тонкое
5
3…4
Хнингование чистовое
тонкое
6
4…5
Суперфиниширование чистовое
тонкое
4
2…3

Примечание: В таблице дана экономически выгодная точность обработки для серийного и массового производства. Например — 6 квалитет при обработке наружных поверхностей вращения можно получить и при токарной обработке. Но тогда возрастет стоймость обработки: увеличется основное время, резец надо чаще затачивать и т.д.

Минимальные требования к шероховатости поверхности
в зависимости от допускоф размера и формы

Допуск размера по квалитетам Допуск формы, % от допуска размера Номинальные размеры,мм
До 18 Св. 18 до 50 Св. 50 до 120 Св. 120 до 500
IT5 100 60

40

0.4 0.2

0.1

0.8 0.4

0.2

1.6 0.8

0.4

1.6 0.8

0.4

IT6 100 60

40

0.8 0.4

0.2

1.6 0.8

0.4

1.6 0.8

0.4

3.2 1.6

0.8

IT7 100 60

40

1.6 0.8

0.4

3.2 1.6

0.8

3.2 1.6

0.8

3.2 3.2

1.6

IT8 100 60

40

1.6 0.8

0.4

3.2 1.6

0.8

3.2 3.2

1.6

3.2 3.2

1.6

IT9 100 60

40

3.2 1.6

0.8

3.2 3.2

1.6

6.3 3.2

1.6

6.3 6.3

3.2

IT10 100 60

40

3.2 1.6

0.8

6.3 3.2

1.6

6.3 3.2

1.6

6.3 6.3

3.2

IT11 100 60

40

6.3 3.2

1.6

6.3 3.2

1.6

12.5 6.3

3.2

12.5 6.3

3.2

IT12; IT13 100 60

40

12.5 12.5

6.3

12.5 12.5

6.3

25 25

12.5

25 25

12.5

IT14; IT15 100 60

40

12.5 12.5

12.5

25 25

12.5

50 50

25

50 50

25

В случаях, когда это необходимо по функциональным требованиям, допускается устанавливать значение шероховатости Ra менее указанных в таблице.

Параметры шероховатости (по классам, применялась до 1975г. ), мкм
(«жирным» выделена шероховатость по первому ряду)

Класс шероховатости Ra Rz
1 50 80; 63; 40 320; 250; 200; 160
2 25 40; 32; 20 160; 125; 100; 80
3 12,5 20; 16; 10 80; 63; 50; 40
4 6,3 10; 8; 5 40; 32; 25; 20
5 3,2 5; 4; 2,5 20; 16; 12,5; 10
6 1,6 2,5; 2,0; 1,25 10,0; 8,0; 6,3
7 0,80 1,25; 1,00; 0,63 6,3; 5,0; 4,0; 3,2
8 0,40 0,63; 0,50; 0,32 3,2; 2,5; 2,0; 1,60
9 0,20 0,32; 0,25; 0,16 1,60; 1,25; 1,00; 0,80
10 0,10 0,160; 0,125; 0,080 0,80; 0,63; 0,50; 0,40
11 0,050 0,080; 0,063; 0,040 0,40; 0,32; 0,25; 0,20
12 0,025 0,040; 0,032; 0,020 0,20; 0,16; 0,125; 0,100
13 0,012 0,020; 0,016; 0,010 0,100; 0,080; 0,063; 0,050
14 0,010; 0,008 0,050; 0,040; 0,032

Источник: http://base-techmash.narod.ru/Roughness.htm