1. Konzept der Rauheit
Nach der Bearbeitung der Teile verursachen das Werkzeug, die Aufbauschneiden und die Zundergrate große oder kleine Spitzen und Täler auf der Oberfläche des Werkstücks. Die Höhe dieser Spitzen und Täler ist sehr gering und kann normalerweise nur unter Vergrößerung gesehen werden. Dieses mikroskopische geometrische Formmerkmal wird als Oberflächenrauheit bezeichnet.
2. Rauheitsbewertungsparameter
Es wird durch drei Codes Ra/Rz/Ry plus Zahlen dargestellt. In technischen Zeichnungen werden entsprechende Anforderungen an die Oberflächenqualität angegeben. Im Allgemeinen ist die Oberfläche mit einer Oberflächenrauheit von Ra<0.8um is called: mirror surface.
Arithmetische mittlere Konturabweichung Ra: das arithmetische Mittel des Absolutwertes der Konturabweichung innerhalb der Abtastlänge L
Mikroskopische Unebenheiten Zehnpunkthöhe Rz: die Summe des Mittelwertes der 5 größten Höhen der Konturspitzen und des Mittelwertes der 5 größten Tiefen der Konturtäler innerhalb der Probenlänge l
Maximale Konturhöhe Ry: der Abstand zwischen der oberen Linie der Konturspitze und der unteren Linie des Konturtals innerhalb der Probenlänge L
3. Rauheitsmessung und Markierung
Die Oberflächenrauheit kann quantitativ bewertet werden, indem die Werte von Ra, Rz und Ry mit elektronischen oder optischen Instrumenten gemessen werden. In der tatsächlichen Produktion wird die Rauheit häufig durch Vergleich der Probe mit der bearbeiteten Oberfläche anhand des menschlichen Sehens und Berührens ermittelt.
Markierungsmethode: Verwenden Sie Symbole, um die Merkmale der bearbeiteten Oberfläche auf der Teilezeichnung zu markieren. Es ist ein grundlegendes Symbol. Es ist sinnlos, dieses Symbol allein zu verwenden. Wenn der Parameterwert hinzugefügt wird, bedeutet dies, dass die Oberfläche mit jeder beliebigen Methode erhalten werden kann.
4. Durch verschiedene mechanische Bearbeitungsverfahren erzielte Rauhigkeiten
Den Zahlenwert und die Oberflächeneigenschaften der Oberflächenrauheit, die Methode zu ihrer Ermittlung sowie Anwendungsbeispiele finden Sie in der folgenden Tabelle.
5. Der Einfluss der Oberflächenrauheit auf die Leistung mechanischer Teile
Die Oberflächenrauheit hat einen großen Einfluss auf die Qualität von Teilen und steht vor allem im Zusammenhang mit der Verschleißfestigkeit, den Passungseigenschaften, der Ermüdungsbeständigkeit, der Werkstückgenauigkeit und der Korrosionsbeständigkeit von Teilen.
5.1. Einfluss auf Reibung und Verschleiß. Der Einfluss der Oberflächenrauheit auf den Verschleiß von Teilen spiegelt sich hauptsächlich in den Spitzen und Spitzen wider. Der Kontakt zwischen zwei Teilen ist eigentlich der Kontakt einiger Spitzen. Der Druck am Kontaktpunkt ist sehr hoch, was dazu führen kann, dass das Material in eine plastische Form fließt. Je rauer die Oberfläche, desto stärker der Verschleiß.
5.2 Einfluss auf die Passungseigenschaften. Es gibt nur zwei Arten der Passung zwischen zwei Komponenten: Presspassung und Spielpassung. Bei der Presspassung werden die Spitzen der Oberfläche während der Montage flachgedrückt, was zu einer Verringerung der Interferenz und einer Verringerung der Verbindungsfestigkeit der Komponente führt; bei der Spielpassung wird das Spiel größer, da die Spitzen kontinuierlich geglättet werden. Daher beeinflusst die Oberflächenrauheit die Stabilität der Passungseigenschaften.
5.3 Auswirkungen auf die Ermüdungsbeständigkeit. Je rauer die Oberfläche des Teils, desto tiefer die Vertiefung, desto kleiner der Krümmungsradius der Mulde und desto empfindlicher ist es gegenüber Spannungskonzentrationen. Je größer also die Oberflächenrauheit des Teils ist, desto empfindlicher ist es gegenüber Spannungskonzentrationen und desto geringer ist seine Ermüdungsbeständigkeit.
5.4 Auswirkungen auf die Korrosionsbeständigkeit. Je größer die Oberflächenrauheit des Teils, desto tiefer ist seine Rinne. Auf diese Weise sammeln sich Staub, verdorbenes Schmieröl sowie saure und alkalische korrosive Substanzen leicht in diesen Rinnen an und dringen in die innere Schicht des Materials ein, was die Korrosion der Teile verschlimmert. Daher kann die Verringerung der Oberflächenrauheit die Korrosionsbeständigkeit von Teilen verbessern.
6. Methoden zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit
Es gibt zwei Haupttypen: das Hinzufügen entsprechender Prozesse und die Verbesserung bestehender Prozesse
Hinzufügen entsprechender Prozesse: Durch das Hinzufügen von Polieren, Schleifen, Schaben, Walzen und anderen Prozessen kann nicht nur die Oberfläche verbessert, sondern auch die Präzision gesteigert werden. Darüber hinaus kombiniert die im In- und Ausland verfügbare Ultraschallwalztechnologie die Fließfähigkeit von Metall und Kunststoff, was sich von der Kaltverfestigung beim herkömmlichen Walzen unterscheidet, die Rauheit um 2-3 Stufen verbessern und die umfassenden Leistungsmerkmale des Materials steigern kann.
Verbesserungen gegenüber dem ursprünglichen Verfahren:
6.1 Sinnvolle Auswahl der Schnittgeschwindigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit V ist ein wichtiger Faktor, der die Oberflächenrauheit beeinflusst. Bei der Bearbeitung von Kunststoffen wie mittel- und kohlenstoffarmem Stahl neigen niedrigere Schnittgeschwindigkeiten zur Bildung von Zunder und mittlere Geschwindigkeiten zur Bildung von Aufbauschneiden, was die Rauheit erhöht. Das Vermeiden dieses Geschwindigkeitsbereichs verringert den Oberflächenrauheitswert. Daher war die ständige Schaffung von Bedingungen zur Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit schon immer eine wichtige Richtung zur Verbesserung des Prozessniveaus.
6.2 Sinnvolle Auswahl der Vorschubgeschwindigkeit. Die Größe der Vorschubgeschwindigkeit wirkt sich direkt auf die Oberflächenrauheit des Werkstücks aus. Generell gilt: Je kleiner die Vorschubgeschwindigkeit, desto kleiner die Oberflächenrauheit und desto glatter die Werkstückoberfläche.
6.3 Sinnvolle Auswahl der geometrischen Parameter des Werkzeugs. Spanwinkel und Rückwinkel. Eine Erhöhung des Spanwinkels kann die Extrusionsverformung und Reibung des Materials beim Schneiden verringern und auch den Gesamtschnittwiderstand reduzieren, was der Spanabnahme förderlich ist. Bei konstantem Spanwinkel gilt: Je größer der Rückwinkel, desto kleiner der stumpfe Radius der Schneide und desto schärfer die Klinge; außerdem kann dies auch die Reibung und Extrusion zwischen der hinteren Werkzeugfläche und der bearbeiteten Oberfläche und Übergangsfläche verringern, was der Verringerung der Oberflächenrauheit förderlich ist. Eine Erhöhung des Radius des Werkzeugspitzenbogens r kann dessen Oberflächenrauheit verringern; eine Verringerung des sekundären Spanwinkels Kr des Werkzeugs kann auch dessen Oberflächenrauheit verringern.
6.4 Wählen Sie geeignete Werkzeugmaterialien. Es sollten Werkzeuge mit guter Wärmeleitfähigkeit ausgewählt werden, um die Schneidwärme rechtzeitig zu übertragen und plastische Verformungen im Schneidbereich zu reduzieren. Darüber hinaus sollte das Werkzeug gute chemische Eigenschaften aufweisen, um zu verhindern, dass das Werkzeug eine Affinität zum zu bearbeitenden Material hat. Wenn die Affinität zu groß ist, können sehr leicht Aufbauschneiden und Zunder entstehen, was zu übermäßiger Oberflächenrauheit führt. Wenn die Oberfläche mit Hartmetall oder Keramik beschichtet ist, bildet sich beim Schneiden ein Oxidschutzfilm auf der Klinge, der den Reibungskoeffizienten zwischen der Klinge und der bearbeiteten Oberfläche verringern kann, sodass es vorteilhaft ist, die Oberflächengüte zu verbessern.
6.5 Verbessern Sie die Leistung des Werkstückmaterials. Die Zähigkeit des Materials bestimmt seine Plastizität. Je besser die Zähigkeit, desto größer die Möglichkeit einer plastischen Verformung. Während der Bearbeitung ist die Oberflächenrauheit des Teils größer.
6.6 Wählen Sie die richtige Schneidflüssigkeit. Die richtige Auswahl der Schneidflüssigkeit kann die Oberflächenrauheit erheblich reduzieren. Schneidflüssigkeit hat Kühl-, Schmier-, Spanabfuhr- und Reinigungsfunktionen. Sie kann die Reibung zwischen Werkstück, Werkzeug und Spänen verringern, viel Schneidwärme abführen, die Temperatur des Schneidbereichs senken und feine Späne rechtzeitig entfernen.