 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Обработка поверхности, также известная как текстура поверхности или топография поверхности, - это характер поверхности, определяемый тремя характеристиками: слоистостью, шероховатостью поверхности и волнистостью . [1] Он включает в себя небольшие локальные отклонения поверхности от идеально плоской идеальной (истинной плоскости ).
Текстура поверхности - один из важных факторов, контролирующих трение и формирование переходного слоя во время скольжения. Значительные усилия были приложены для изучения влияния текстуры поверхности на трение и износ в условиях скольжения. Текстуры поверхности могут быть изотропными или анизотропными . Иногда в зависимости от текстуры поверхности во время скольжения может наблюдаться трение прерывистого скольжения.
Каждый производственный процесс (например, многие виды механической обработки ) создает текстуру поверхности. Процесс обычно оптимизируется, чтобы гарантировать, что получившуюся текстуру можно будет использовать. При необходимости будет добавлен дополнительный процесс для изменения исходной текстуры. Последний процесс может быть шлифованием (абразивная резка) , полировкой , притиркой , абразивно-струйной обработкой , хонингованием , электроэрозионной обработкой (EDM), фрезерованием , литографией , промышленным травлением / химическим фрезерованием , лазерным текстурированием или другими процессами.
Lay [ править ]
Lay - это направление преобладающего рисунка поверхности, обычно определяемое используемым методом производства. Этот термин также используется для обозначения направления намотки волокон и прядей каната . [2]
Шероховатость поверхности [ править ]
Шероховатость поверхности, обычно сокращаемая до шероховатости, является мерой общих неровностей поверхности. [1] В машиностроении это обычно подразумевается под «чистотой поверхности». Чем меньше число, тем меньше таких неровностей на поверхности.
Волнистость [ править ]
Волнистость - это мера неровностей поверхности, расстояние между которыми больше, чем у шероховатости поверхности. Эти неровности обычно возникают из-за деформации , вибрации или прогиба во время обработки. [1]
Измерение [ править ]
Чистоту поверхности можно измерить двумя способами: контактным и бесконтактным . Контактные методы включают перетаскивание измерительного щупа по поверхности; эти инструменты называются профилометрами . Бесконтактные методы включают: интерферометрию , конфокальную микроскопию , изменение фокуса , структурированный свет , электрическую емкость , электронную микроскопию , атомно-силовую микроскопию и фотограмметрию .
Технические характеристики[ редактировать ]
В США качество поверхности обычно указывается в стандарте ASME Y14.36M. Другой распространенный стандарт - Международная организация по стандартизации (ISO) 1302.
Производство [ править ]
На качество обработки поверхности при производстве влияет множество факторов. В процессах формовки, таких как формование или формование металла, чистота поверхности матрицы определяет качество поверхности детали. При механической обработке взаимодействие режущих кромок и микроструктура разрезаемого материала способствует окончательной отделке поверхности. [ необходима цитата ]
Как правило, стоимость изготовления поверхности увеличивается по мере улучшения качества поверхности. [3] Любой производственный процесс обычно достаточно оптимизирован, чтобы гарантировать, что полученная текстура пригодна для использования по назначению детали. При необходимости будет добавлен дополнительный процесс для изменения исходной текстуры. Расходы на этот дополнительный процесс должны быть каким-то образом оправданы добавлением стоимости - главным образом улучшением функции или более длительным сроком службы. Детали, которые имеют скользящий контакт с другими, могут работать лучше или прослужить дольше, если шероховатость меньше. Эстетические улучшения могут повысить ценность продукта, если они улучшат его продажи.
Практический пример выглядит следующим образом. Производитель самолетов заключает договор с поставщиком на изготовление деталей. Для детали указывается определенная марка стали, поскольку она достаточно прочная и твердая для ее функционирования. Сталь поддается механической обработке, но не механической обработке . Продавец решает фрезеровать детали. Измельчение может достичь указанной шероховатости (например, ≤ 3,2 мкм) до тех пор, машиниста использует премиум качества вставок в концевой фрезыи заменяет пластины через каждые 20 деталей (в отличие от резки сотен перед заменой пластин). Нет необходимости добавлять вторую операцию (например, шлифование или полирование) после фрезерования, если фрезерование выполнено достаточно хорошо (правильные пластины, достаточно частая смена пластин и чистая охлаждающая жидкость ). Пластины и охлаждающая жидкость стоят денег, но затраты на шлифовку или полировку (больше времени и дополнительных материалов) будут стоить даже больше. Отказ от второй операции приводит к более низкой стоимости единицы и, следовательно, более низкой цене . конкуренциямежду поставщиками поднимает такие детали от второстепенных до решающих. Конечно, можно было изготавливать детали несколько менее эффективным способом (две операции) за немного более высокую цену; но только один поставщик может получить контракт, поэтому небольшая разница в эффективности усиливается конкуренцией до огромной разницы между процветанием и закрытием фирм.
Подобно тому, как в разных производственных процессах производятся детали с разными допусками, они также могут иметь разную шероховатость. Как правило, эти две характеристики связаны: производственные процессы с точными размерами создают поверхности с низкой шероховатостью. Другими словами, если в процессе можно производить детали с узкими допусками по размерам, детали не будут очень грубыми.
Из-за абстрактности параметров отделки поверхности инженеры обычно используют инструмент, который имеет множество шероховатостей поверхности, созданных с помощью различных методов производства. [3]
Ссылки [ править ]
- ^ a b c Degarmo, Black & Kohser 2003 , стр. 223.
- ^ Herkommer, Марк (1995). FM 5-125: Методы, процедуры и применение оснастки . Вашингтон, округ Колумбия: Департамент армии США.
- ^ a b Degarmo, Black & Kohser 2003 , стр. 227.
Библиография [ править ]
- Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
