Шорсткості при обробці на фрезерному верстаті з ЧПУ

Шероховатости при обработке на фрезерном станке с ЧПУ

Шорсткості при обробці: основні особливості роботи на фрезерному верстаті з ЧПУ

Будь-яка обробка матеріалу передбачає наявність після завершення різних нерівностей і неточності на майбутньому виробі. Це стосується і фрезерування на верстатах з ЧПУ. Такі неточності при обробці залежать від декількох факторів:

  • нерівномірний скол вироба при впливі фрези під час різання;

  • дефектні похибки на самій фрезі (наприклад, в результаті природного зносу);

  • збій контакту заготовки і інструмента через загальну систему деформації верстата, що є наслідком різальною сили або підвищення температурних показників.

Вся сукупність різних неточностей, нерівностей, виступів або западин на поверхні матеріалу характеризує загальний показник шорсткості.

Шорсткість і експлуатація: основні особливості

Вимірювання показника шорсткості здійснюється за допомогою величини «мікрометр» (мкм). Відповідно, чим менше цей показник за величиною, тим менше шорсткою є поверхня заготовки і майбутнього виробу. Ця характеристика безпосередньо впливає на багато важливі параметри виробу: на його міцність, корозійну і хімічну стійкість, показник контактного тертя, зовнішню естетику вироби та ін.

Основними, найважливішими вузловими елементами в будь-яких механічних машинах є так звані кінематичні пари тертя. Під час їх функціонування, тобто під час переміщення пар, велика енергетична частка витрачається на подолання сили тертя. Відповідно, ця енергія витрачається на нагрів, що в свою чергу призводить до марного розсіювання енергії, до механічних витрат. Крім того, тертя негативно впливає на стан конструктивних елементів машини.

Використання в таких випадках змащення значно покращує загальну ситуацію, однак кількість необхідних мастильних матеріалів безпосередньо залежить від загального показника шорсткості. Наприклад, при високому навантаженні на підшипники ковзання верстата занадто малий показник шорсткості робить негативний вплив на масло – воно просто видавлюється із зони, де відбувається тертя. Така ситуація часто призводить до процесу «схоплювання» деталей, які торкаються один одного, на рівні вже молекулярному. Навпаки, якщо відзначається достатній показник шорсткості поверхні, масло утворює надійну плівковий захист, затримуючись в западинах.

Багато досвідчених дослідження підтвердили, що показник шорсткості, забезпечує виробам максимальну стійкість, безпосередньо впливає на конкретні умови детального зносу. Відповідно, характеристика шорсткості – це важливий «атрибут» будь-якої оброблюваної деталі. Цей показник обов’язково вказується в попередніх кресленнях. Поряд з такими характеристиками, як, наприклад, допустимі розмірні відхилення.

Шорсткість в процесі фрезерування

Показник шорсткості обов’язково враховується в процесі фрезерування: щоб знизити силу тертя між деталями, величина шорсткості зменшується. Це досягається спеціальним обробленням поверхні виробу для збільшення характеристик якості. Не потрібно змішувати поняття «якості» виробу і показника шорсткості. Іноді здається, що це взаємозалежні характеристики. Однак якість – це не тільки поверхневий стан виробу, це ще його внутрішня структура. ;

Наприклад, при обробці металевих виробів температура поверхні заготовки при впливі розрізів досягає від 800 до 1000 градусів. Відповідно, при такому температурному впливі поверхневий шар заготовки значно видозмінюється, відрізняючись за своїми показниками «якості» від внутрішньої структури матеріалу. Такі особливості обов’язково враховуються при підборі певного режиму фрезерувальної обробки. Крім того, вони співвідносяться з показником шорсткості, який передбачається досягти після обробки матеріалу.

Показник шорсткості (нагадаємо, вимірюється в мікрометрів) залежить від безлічі факторів:

  • від типу заготовки по матеріалу;

  • стану і вигляду інструменту обробки;

  • режиму фрезерування і супутніх умов (швидкість обробки, наявність або відсутність охолоджувальних систем та ін.)

  • від показника кривизни фрезових вершинних зуб’їв;

  • величини подачі і фрезерувальні глибини.

З усього цього випливає наступний факт: зменшення кутів фрезової заточки безпосередньо впливає на зниження висоти шорсткостей. Крім того, необхідно значно зменшувати величину подачі, а також підвищувати радіус заокруглення зубчастої вершини. Таким чином, показник нерівностей визначається розмірними характеристиками фрези і її геометрією.

Однак на ступінь шорсткості також впливають і інші, не менш важливі фактори. Наприклад, різні види матеріальних заготовок мають властивість утворювати різну за властивостями стружку. Тверді матеріали (переважно метали, наприклад, чавун) під час обробки утворюють стружку досить нерівної структури з загостреними краями. Відповідно, скол матеріалу відбувається не тільки в тій області, де проходить розріз, а й зачіпає сусідні шари. Як підсумок, очікувана величина шорсткостей не справджується – вона стає набагато більше.

Якщо взяти ситуацію малої подачі фрезерування, то тут одну з вирішальних ролей гратиме стан ріжучого інструменту. Всі дефекти і нерівності будуть безпосередньо відображатися на оброблюваному матеріалі, грубо кажучи, «копіюючи» на заготівлі. Таким чином, при обробці матеріалу «начисто» необхідно чітко стежити за станом і якістю ріжучого інструменту.

Сучасні верстати для фрезерування з ЧПУ дозволяють обробляти матеріали з високою точністю. У багатьох ситуаціях такі агрегати дозволяють домогтися необхідного показника шорсткості вже на етапі, коли виріб обробляється «начисто». Дуже часто подальша обробка матеріалу у вигляді полірування або шліфування не потрібна. .

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *