Análisis de las características de los microperfiles de superficie de mecanizado

Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, los requisitos de calidad para varios productos mecánicos son cada vez más altos. La morfología y estructura de la superficie no solo afectan las propiedades mecánicas del sistema mecánico, como la fricción y el desgaste, la rigidez de contacto, la resistencia a la fatiga, las propiedades de acoplamiento, la precisión de transmisión, el rendimiento de sellado y la precisión de detección, sino que también afectan directamente el rendimiento, la vida útil y la apariencia. de la máquina.

En las micromáquinas, la micromorfología de la superficie también está estrechamente relacionada con su fricción, desgaste, lubricación y otras propiedades de fricción.

La morfología de la superficie (geometría y textura, etc.) de la superficie mecanizada depende de la relación posicional mutua entre la herramienta y la pieza de trabajo durante el movimiento de corte. No solo está relacionado con el método de corte específico y las condiciones de corte, sino también con la dinámica de la estructura de la máquina herramienta. Las características, herramientas de corte y el material y las características mecánicas de la pieza de trabajo están relacionadas [4]. El estudio de las características y leyes internas de la micromorfología de diferentes superficies de mecanizado es un valor de referencia importante para la comprensión en profundidad de los mecanismos de mecanizado de los diferentes métodos de mecanizado y sus diferencias, y también proporciona una base técnica para el mecanizado.

El autor de este artículo toma como objeto el mecanizado (torneado, cepillado, fresado final, fresado plano, mandrinado, rectificado plano) bloques de muestra estándar, estudia la diferencia en la rugosidad superficial obtenida por diferentes métodos de mecanizado y analiza diferentes métodos de mecanizado Las características de se obtuvo la morfología y estructura de la superficie, y se observó la ley de morfología de la superficie con diferente rugosidad obtenida por el mismo método de mecanizado. Por lo tanto, comprenderá las características de los diferentes métodos de mecanizado y sus diferencias.

1 Diferencias en la rugosidad superficial de diferentes superficies mecanizadas

El instrumento de topografía de superficie puede medir 28 tipos de parámetros de topografía de superficie. Seleccione la longitud de muestreo de 5 mm y el intervalo de muestreo de 1.25 μm para medir los parámetros de topografía de la superficie del bloque de muestra estándar mecanizado. El valor medio de la altura del perfil de la superficie comúnmente utilizado, Ra, se selecciona como el parámetro de evaluación de la rugosidad para analizar la diferencia en la rugosidad de la superficie de diferentes superficies mecanizadas. Los diferentes métodos de mecanizado obtienen el valor Ra de diferentes muestras estándar de rugosidad (tome el promedio de 3 mediciones) y la diferencia entre el valor de rugosidad medido y la rugosidad del bloque de muestra.

• (1) Existen diferentes errores en los valores de rugosidad medidos de la topografía de la superficie de la misma muestra estándar de rugosidad obtenida por diferentes métodos de mecanizado. Por ejemplo, para diferentes métodos de procesamiento, los valores de rugosidad medidos y las diferencias de la superficie del bloque de muestra estándar con una rugosidad de Ra 0.8 μm son diferentes. De pequeño a grande), el valor de rugosidad medido es menor que el valor de rugosidad del bloque de muestra en el orden de mandrinado, fresado final y fresado plano (de pequeño a grande).
• (2) El error entre el valor de rugosidad medido de la superficie con diferente rugosidad obtenido por el mismo método de mecanizado y el valor de rugosidad de la muestra estándar también es diferente. Por ejemplo, para el procesamiento de torneado, la rugosidad de la superficie de las muestras estándar obtenidas es Ra 0.8 μm, 1.6 μm, 3.2 μm, 6.3 μm, y la tendencia de cambio del error entre su rugosidad medida es diferente, y el valor de rugosidad es Ra0. Los valores de rugosidad medidos de 8 μm, 1.6 μm y 6.3 μm son mayores que la rugosidad del bloque de muestra estándar; cuando el valor de rugosidad es Ra3.2 μm, el valor de rugosidad medido es menor que el valor de rugosidad del bloque de muestra estándar. Sin embargo, los errores medidos de las cuatro probetas estándar de rugosidad procesadas por fresado final son todos negativos, es decir, los valores de rugosidad medidos son todos menores que los valores de rugosidad de las probetas estándar.

Las características de micromorfología de diferentes superficies mecanizadas se obtienen utilizando diferentes métodos de mecanizado (torneado, mandrinado, fresado, cepillado, fresado plano, rectificado plano) para muestras estándar con la misma rugosidad (Ra0.8 μm) Hay una gran diferencia en morfología superficial

• (1) La densidad de la microestructura de las diferentes morfologías de superficies mecanizadas es diferente, de baja a alta, son fresado plano, cepillado, fresado final, rectificado plano, mandrinado y torneado.
  
• (2) La morfología de la superficie y la estructura de diferentes superficies mecanizadas tienen ciertas similitudes. Por ejemplo, tornear y perforar son estructuras con forma de resorte; el cepillado y el fresado plano son estructuras onduladas; El fresado final y el rectificado plano son estructuras dentadas.
  
• (3) La amplitud de cambio máximo del perfil de la superficie es rectificado, torneado, cepillado, fresado, mandrinado y fresado plano en orden descendente, lo que está relacionado con el mecanismo de procesamiento de varios métodos de mecanizado.

El valor de rugosidad de la superficie del proceso de rectificado es relativamente alto y los principales factores que influyen son:

• ① El filo (grano abrasivo) de la muela abrasiva no es una línea recta continua, lo que dejará una cierta área residual en la pieza de trabajo después del rectificado.
  
• ②En el proceso de rectificado, la deformación plástica del metal en la superficie de la pieza de trabajo hace que la temperatura de corte aumente continuamente, lo que acelera el desgaste de la muela y provoca una extrusión grave;
  
• ③La selección de parámetros como la cantidad de rectificado, el fluido de rectificado y la tolerancia de rectificado tienen cierta influencia en la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo.

3 Características de la topografía de la superficie del mismo método de procesamiento con diferente rugosidad

La curva del perfil de la superficie del bloque de muestra estándar con diferente rugosidad (Ra0.8μm, 1.6μm, 3.2μm) se obtiene mediante la fresadora plana. La longitud de muestreo es de 3.75 mm, el intervalo de muestreo es de 1.25 μm y el número de puntos de muestreo es de 3,000 puntos. .

• (1) El perfil de la superficie con rugosidad de Ra 0.8 μm, 1.6 μm, 3.2 μm obtenido por la fresadora plana tiene una estructura ondulada similar, lo que muestra que la estructura de la topografía de la superficie con diferente rugosidad obtenida por el mismo método de mecanizado tiene Similitud, y tiene características morfológicas y estructurales típicas, que también se pueden utilizar para distinguir diferentes métodos de mecanizado.
  
• (2) El valor pico del perfil de la superficie de fresado plano aumenta con el aumento del valor de rugosidad, lo cual es consistente con el parámetro de valor Ra de la altura promedio del perfil del perfil de la superficie.
  
• (3) La densidad de la estructura de la micro-topografía de la superficie disminuye con el aumento de la rugosidad y la distancia entre los picos aumenta.

Conclusión 4

• (1) Hay errores de diversos grados en los valores de rugosidad de la topografía de la superficie de las mismas muestras estándar de rugosidad obtenidas por diferentes mecanizados.
  
• (2) Cuando se utiliza el mismo método de mecanizado para obtener superficies con diferentes rugosidades, el error entre el valor de rugosidad medido y el valor de rugosidad de la muestra estándar también es diferente.
  
• (3) La morfología de la superficie mecanizada diferente, la densidad de la estructura fina y la altura del perfil de pico son todas diferentes, lo que está relacionado con el mecanismo de procesamiento.
  
• (4) La morfología y estructura de la superficie obtenidas mediante diferentes métodos de mecanizado tienen un cierto grado de similitud. Por ejemplo, tornear y perforar son estructuras con forma de resorte; el cepillado y el fresado plano son estructuras onduladas; El fresado final y el rectificado plano son estructuras dentadas.
  
• (5) La morfología de la superficie y la estructura de diferentes rugosidades obtenidas por el mismo método de mecanizado son similares y tienen características de morfología y estructura típicas, que se pueden utilizar para distinguir diferentes métodos de mecanizado.

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