КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

При изготовлении деталей недостаточно выдержать геометрические размеры и допуски, указанные в чертеже. Необходимо также обеспечить получение требуемого качества обработанных поверхностей. Достижение нужных характеристик качества поверхностей деталей машин и поддержание их на определенном уровне в процессе обработки является задачей любого технологического процесса,

Качество поверхностей деталей машин и заготовок характеризуется шероховатостью и волнистостыо поверхности, а также физико-механическими свойствами поверхностного слоя.

Шероховатостью поверхности (по СТ СЭВ 638-77 и ГОСТ 2789-73) называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, рассматриваемых в пределах участка, длина которого равна базовой длине. Шероховатость обработанной поверхности является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали при образовании стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания с поверхности частиц материала и других причин.

Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину. Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности (рис. 7).

Рис. 7-Шероховатость и волнистость поверхности, где:

R_z - высота неровностей ( шероховатость); W_z - высота волнистости;

S - шаг неровностей (шероховатость); S_w - шаг волнистости;

l - базовая длина

Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твердостью, структурными превращениями, величиной и знаком остаточных напряжений, глубиной распространения деформации кристаллической решетки металла. Физико-механические свойства поверхностного слоя деталей машин изменяются под влиянием комплексного воздействия силовых и тепловых факторов в процессе обработки. При обработке лезвийным инструментом превалирующее воздействие оказывают силовые факторы. Тепловые воздействия на поверхностный слой особенно сильно сказываются при шлифовании.

В машиностроении предъявляются высокие требования к качеству поверхностей обработанных деталей, так как оно оказывает большое влияние на их эксплуатационные свойства.

Особенно важное значение имеет обеспечение заданных требований к шероховатости поверхности деталей.

Шероховатость трущихся поверхностей препятствует взаимному перемещению деталей и является одной из главных причин возникновения сил трения. На преодоление сил трения в металлорежущих станках расходуется 20÷25% энергии двигателя, а в других машинах ещё больше. Трение всегда сопровождается износом трущихся поверхностей,  в результате увеличиваются зазоры в сопряжениях, резко изменяется характер посадок, а детали приходят в негодность. Величина шероховатости оказывает большое влияние на прочность прессовых соединений. При запрессовке неровности сминаются и между соединяемыми деталями уменьшается величина натяга. Поверхности с большой, грубой шероховатостью быстрее корродируют - разрушаются под влиянием химических веществ (газов и различных жидкостей). Шероховатость поверхности отрицательно влияет на прочность деталей машин, так как впадины неровностей поверхности, по существу являются надрезами на поверхности и в значительной степени влияют на концентрацию напряжений и образование усталостных трещин в условиях циклических и знакопеременных нагрузок. Шероховатость поверхности оказывает влияние на условия смазки, герметичность стыков в соединениях, отражательную и поглощающую способность поверхностей, условия протекания газов и жидкостей в трубопроводах и т.д. Все это требует обеспечения в производстве вполне определенных характеристик шероховатости и её контроля.