חספוס פני השטח של עיבוד מתכת

1. מושג החספוס

לאחר עיבוד החלקים, הכלי, הקצה הבנוי וקומי אבנית יגרמו לפסגות ועמקים גדולים או קטנים על פני חומר העבודה. גובה הפסגות והעמקים הללו קטן מאוד ולרוב ניתן לראותו רק בהגדלה. תכונת צורה גיאומטרית מיקרוסקופית זו נקראת חספוס פני השטח.

2. פרמטרים להערכת חספוס

הוא מיוצג על ידי שלושה קודים Ra/Rz/Ry בתוספת מספרים. יהיו דרישות איכות משטח מתאימות בשרטוטים מכניים. בדרך כלל, פני השטח עם חספוס פני השטח Ra<0.8um is called: mirror surface.

סטיית ממוצע אריתמטי של קו המתאר Ra: הממוצע האריתמטי של הערך המוחלט של סטיית המתאר בתוך אורך הדגימה L

חוסר אחידות מיקרוסקופי גובה עשר נקודות Rz: סכום הערך הממוצע של 5 גבהי שיא המתאר הגדולים והערך הממוצע של 5 עומקי עמק המתאר הגדולים ביותר באורך הדגימה l

גובה מירבי של מתאר Ry: המרחק בין קו שיא קו המתאר העליון לקו המתאר התחתון של עמק המתאר בתוך אורך הדגימה L

3. מדידת חספוס וסימון

ניתן להעריך כמותית את חספוס פני השטח על ידי מדידת ערכי Ra, Rz ו-Ry עם מכשירים אלקטרוניים או מכשירים אופטיים. בייצור בפועל, החספוס מזוהה לעתים קרובות על ידי השוואת הדגימה למשטח המעובד בהתבסס על ראייה ומגע אנושיים.

שיטת סימון: השתמש בסמלים כדי לסמן את התכונות של המשטח המעובד בציור החלק. זה סמל בסיסי. אין משמעות להשתמש בסמל זה לבדו. כאשר מוסיפים את ערך הפרמטר, זה אומר שניתן להשיג את המשטח בכל שיטה.

4. דרגות חספוס המתקבלות בתהליכי עיבוד מכניים שונים

לערך המספרי ומאפייני פני השטח של חספוס פני השטח, שיטת קבלתו ודוגמאות יישום, אנא עיין בטבלה הבאה

5. השפעת חספוס פני השטח על הביצועים של חלקים מכניים

לחספוס פני השטח יש השפעה רבה על איכות החלקים, בעיקר תוך התמקדות בעמידות הבלאי, תכונות התאמת, עמידות בפני עייפות, דיוק חלקים ועמידות בפני קורוזיה של חלקים.

5.1. השפעה על החיכוך והבלאי. השפעת חספוס פני השטח על בלאי חלקים באה לידי ביטוי בעיקר בפסגות ובפסגות. המגע בין שני חלקים הוא למעשה מגע של כמה פסגות. הלחץ בנקודת המגע גבוה מאוד, מה שעלול לגרום לחומר לזרום בצורה פלסטית. ככל שהמשטח מחוספס יותר, כך הבלאי חמור יותר.

5.2 השפעה על מאפיינים תואמים. יש רק שתי צורות התאמה בין שני רכיבים, התאמת הפרעות והתאמת מרווח. להתאמת הפרעות, פסגות המשטח נלחצות שטוחות במהלך ההרכבה, וכתוצאה מכך הפחתת הפרעות והורדת חוזק החיבור של הרכיב; להתאמה של מרווח, ככל שהפסגות מוחלקות ברציפות, המרווח הופך גדול יותר. לכן, חספוס פני השטח משפיע על יציבות מאפייני ההתאמה.

5.3 השפעה על ההתנגדות לעייפות. ככל ששטח החלק מחוספס יותר, השקע עמוק יותר, רדיוס העקמומיות של השוקת קטן יותר, והוא רגיש יותר לריכוז מתח. לכן, ככל שחספוס פני השטח של החלק גדול יותר, כך הוא רגיש יותר לריכוז מתח, והתנגדות העייפות שלו נמוכה יותר.

5.4 השפעה על עמידות בפני קורוזיה. ככל שחספוס פני השטח של החלק גדול יותר, כך השוקת שלו עמוקה יותר. בדרך זו, אבק, שמן סיכה שהתקלקל, חומרים קורוזיביים חומציים ובסיסיים מצטברים בקלות בשקתות אלו וחודרים לתוך השכבה הפנימית של החומר, ומחמירים את הקורוזיה של החלקים. לכן, הפחתת חספוס פני השטח יכולה לשפר את עמידותם בפני קורוזיה של חלקים.

6. שיטות לשיפור גימור פני השטח

ישנם שני סוגים עיקריים: הוספת תהליכים מתאימים ושיפור תהליכים קיימים

הוספת תהליכים מתאימים: הוספת ליטוש, שחיקה, גרידה, גלגול ותהליכים אחרים יכולים לא רק לשפר את הגימור אלא גם לשפר את הדיוק; בנוסף, טכנולוגיית גלגול קולי, הזמינה הן בבית והן בחו"ל, משלבת נזילות מתכת פלסטית, השונה מהתקשות עבודה קרה של גלגול מסורתי, יכולה לשפר את החספוס ברמות 2-3 ולשפר את מאפייני הביצועים המקיפים של החומר.

שיפורים בתהליך המקורי:

6.1 בחירה סבירה של מהירות חיתוך. מהירות חיתוך V היא גורם חשוב המשפיע על חספוס פני השטח. בעת עיבוד חומרים פלסטיים, כגון פלדת פחמן בינונית ודלת פחמן, מהירויות חיתוך נמוכות יותר נוטות לייצר קשקשים, ומהירויות בינוניות נוטות ליצור קצוות בנויים, מה שיגדיל את החספוס. הימנעות מאזור מהירות זה תפחית את ערך החספוס של פני השטח. לכן, יצירת תנאים מתמדים להגברת מהירות החיתוך הייתה תמיד כיוון חשוב לשיפור רמת התהליך.

6.2 בחירה סבירה של קצב הזנה. גודל קצב ההזנה משפיע ישירות על חספוס פני השטח של חומר העבודה. באופן כללי, ככל שקצב ההזנה קטן יותר, החספוס של פני השטח קטן יותר ומשטח העבודה חלק יותר.

6.3 בחירה סבירה של פרמטרים גיאומטריים של הכלי. זווית גריפה וזווית גב. הגדלת זווית הגריפה יכולה להפחית את עיוות האקסטרוזיה והחיכוך של החומר כאשר הוא נחתך, וגם להפחית את ההתנגדות הכוללת לחיתוך, דבר המסייע להסרת שבבים. כאשר זווית הגריפה קבועה, ככל שזווית הגב גדולה יותר, כך הרדיוס הקהה של קצה החיתוך קטן יותר והלהב חד יותר; בנוסף, זה יכול גם להפחית את החיכוך והשחול בין פנים הכלי האחורי למשטח המעובד ומשטח המעבר, מה שתורם להפחתת ערך החספוס של פני השטח. הגדלת הרדיוס של קשת קצה הכלי r יכולה להפחית את ערך חספוס פני השטח שלו; הפחתת זווית הגריפה המשנית Kr של הכלי יכולה גם להפחית את ערך חספוס פני השטח שלו.

6.4 בחר חומרי כלי מתאים. יש לבחור כלים בעלי מוליכות תרמית טובה כדי להעביר חום חיתוך בזמן ולהפחית עיוות פלסטי באזור החיתוך. בנוסף, על הכלי להיות בעל תכונות כימיות טובות כדי למנוע מהכלי זיקה לחומר המעובד. כאשר הזיקה גדולה מדי, קל מאוד לייצר קצה וקנה מידה בנויים, וכתוצאה מכך לחספוס מופרז של פני השטח. אם המשטח מצופה בחומר קרביד או קרמי, יווצר סרט מגן תחמוצת על הלהב במהלך החיתוך, מה שיכול להפחית את מקדם החיכוך בין הלהב למשטח המעובד, ולכן מועיל לשפר את גימור פני השטח.

6.5 שפר את הביצועים של חומר העבודה. קשיחות החומר קובעת את הפלסטיות שלו. ככל שהקשיחות טובה יותר, כך גדלה האפשרות לעיוות פלסטי. במהלך עיבוד, ככל שחספוס פני השטח של החלק גדול יותר.

6.6 בחר את נוזל החיתוך הנכון. בחירה נכונה של נוזל חיתוך יכולה להפחית באופן משמעותי את חספוס פני השטח. לנוזל החיתוך יש פונקציות קירור, שימון, הסרת שבבים וניקוי. זה יכול להפחית את החיכוך בין חומר העבודה, הכלי והשבבים, להסיר הרבה חום חיתוך, להפחית את הטמפרטורה של אזור החיתוך ולהסיר שבבים עדינים בזמן.