Die charakteristische Analyse der Bearbeitung von Oberflächenmikroprofilen

Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technik werden die Qualitätsanforderungen an verschiedene mechanische Produkte immer höher. Oberflächenmorphologie und -struktur beeinflussen nicht nur die mechanischen Eigenschaften des mechanischen Systems wie Reibung und Verschleiß, Kontaktsteifigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Passungseigenschaften, Übertragungsgenauigkeit, Dichtungsleistung und Erkennungsgenauigkeit, sondern wirken sich auch direkt auf Leistung, Lebensdauer und Aussehen aus der Maschine.

Bei Mikromaschinen hängt die Oberflächenmikromorphologie auch eng mit ihren Reibungs-, Verschleiß-, Schmierungs- und anderen Reibungseigenschaften zusammen.

Die Oberflächenmorphologie (Geometrie und Textur etc.) der bearbeiteten Oberfläche hängt von der gegenseitigen Lagebeziehung zwischen Werkzeug und Werkstück während der Schnittbewegung ab. Sie hängt nicht nur mit dem spezifischen Schnittverfahren und den Schnittbedingungen zusammen, sondern auch mit der Dynamik der Werkzeugmaschinenstruktur Die Eigenschaften, Schneidwerkzeuge und die werkstofflichen und mechanischen Eigenschaften des Werkstücks hängen zusammen [4]. Das Studium der Eigenschaften und inneren Gesetzmäßigkeiten der Mikromorphologie unterschiedlicher Bearbeitungsoberflächen ist ein wichtiger Anhaltspunkt für ein tieferes Verständnis der Bearbeitungsmechanismen unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren und ihrer Unterschiede und liefert auch eine technische Grundlage für die Bearbeitung.

Der Autor dieses Beitrags nimmt die Bearbeitung (Drehen, Hobeln, Schaftfräsen, Flachfräsen, Bohren, Flachschleifen) von Standard-Musterblöcken als Objekt, untersucht den Unterschied in der Oberflächenrauheit, der durch verschiedene Bearbeitungsverfahren erzielt wird, und analysiert verschiedene Bearbeitungsverfahren Die Eigenschaften von die Oberflächenmorphologie und -struktur wurden erhalten, und das Morphologiegesetz der Oberfläche mit unterschiedlicher Rauheit, die durch das gleiche Bearbeitungsverfahren erhalten wurde, wurde beobachtet. So verstehen Sie die Eigenschaften verschiedener Bearbeitungsmethoden und deren Unterschiede.

1 Unterschiede in der Oberflächenrauheit verschiedener bearbeiteter Oberflächen

Das Oberflächentopographieinstrument kann 28 Arten von Oberflächentopographieparametern messen. Wählen Sie eine Probenahmelänge von 5 mm und ein Probenahmeintervall von 1.25 µm, um die Oberflächentopographieparameter des bearbeiteten Standardprobenblocks zu messen. Der üblicherweise verwendete Oberflächenprofilhöhenmittelwert Ra wird als Rauheitsbewertungsparameter ausgewählt, um den Unterschied in der Oberflächenrauheit verschiedener bearbeiteter Oberflächen zu analysieren. Verschiedene Bearbeitungsmethoden erhalten den Ra-Wert verschiedener Rauheitsstandardproben (nehmen Sie den Durchschnitt von 3 Messungen) und die Differenz zwischen dem gemessenen Rauheitswert und der Rauheit des Probenblocks.

• (1) Es gibt unterschiedliche Fehler in den gemessenen Rauheitswerten der Oberflächentopographie derselben Rauheitsstandardprobe, die durch verschiedene Bearbeitungsverfahren erhalten wurde. Beispielsweise sind bei unterschiedlichen Bearbeitungsverfahren die gemessenen Rauheitswerte und Differenzen der Oberfläche des Standardprobenblocks mit einer Rauheit von Ra 0.8 µm unterschiedlich. Klein bis groß) ist der gemessene Rauheitswert kleiner als der Probenblockrauheitswert in der Reihenfolge Bohren, Schaftfräsen und Flachfräsen (von klein nach groß).
• (2) Der Fehler zwischen dem gemessenen Rauheitswert der Oberfläche mit unterschiedlicher Rauheit, der durch das gleiche Bearbeitungsverfahren erhalten wurde, und dem Rauheitswert der Standardprobe ist ebenfalls unterschiedlich. Beispielsweise beträgt für die Drehbearbeitung die Oberflächenrauheit der erhaltenen Standardproben Ra 0.8 µm, 1.6 µm, 3.2 µm, 6.3 µm, und der Änderungstrend des Fehlers zwischen ihrer gemessenen Rauheit ist unterschiedlich, und der Rauheitswert ist Ra0. Die gemessenen Rauheitswerte von 8µm, 1.6µm und 6.3µm sind größer als die Rauheit des Standardprobenblocks; wenn der Rauheitswert Ra3.2 µm beträgt, ist der gemessene Rauheitswert kleiner als der Rauheitswert des Standardprobenblocks. Die gemessenen Fehler der vier durch Schaftfräsen bearbeiteten Rauheitsnormalproben sind jedoch alle negativ, dh die gemessenen Rauheitswerte sind alle kleiner als die Rauheitswerte der Standardproben.

Die mikromorphologischen Eigenschaften unterschiedlicher bearbeiteter Oberflächen werden durch unterschiedliche Bearbeitungsmethoden (Drehen, Bohren, Schaftfräsen, Hobeln, Flachfräsen, Flachschleifen) für Standardproben mit gleicher Rauheit (Ra0.8 μm) erhalten Es gibt einen großen Unterschied in der Oberflächenmorphologie

• (1) Die Dichte der Mikrostruktur verschiedener bearbeiteter Oberflächenmorphologien ist unterschiedlich, von niedrig bis hoch, sie sind Flachfräsen, Hobeln, Schaftfräsen, Flachschleifen, Bohren und Drehen.
  
• (2) Die Oberflächenmorphologie und -struktur verschiedener bearbeiteter Oberflächen weisen gewisse Ähnlichkeiten auf. Drehen und Bohren sind beispielsweise federartige Strukturen; Hobeln und Flachfräsen sind wellenförmige Strukturen; Schaftfräsen und Flachschleifen sind gezahnte Strukturen.
  
• (3) Die Spitzenänderungsamplitude des Oberflächenprofils ist Flachschleifen, Drehen, Hobeln, Schaftfräsen, Bohren und Flachfräsen in absteigender Reihenfolge, was mit dem Bearbeitungsmechanismus verschiedener Bearbeitungsverfahren zusammenhängt.

Der Oberflächenrauheitswert des Schleifprozesses ist relativ hoch und die wichtigsten Einflussfaktoren sind:

• ① Die Schneide (Schleifkorn) der Schleifscheibe ist keine durchgehende Gerade, die nach dem Schleifen eine gewisse Restfläche am Werkstück hinterlässt
  
• ②Beim Schleifprozess führt die plastische Verformung des Metalls auf der Oberfläche des Werkstücks dazu, dass die Schnitttemperatur kontinuierlich ansteigt, was den Verschleiß der Schleifscheibe beschleunigt und eine starke Extrusion verursacht;
  
• ③Die Wahl der Parameter wie Schleifmenge, Schleifflüssigkeit und Schleifaufmaß haben einen gewissen Einfluss auf die Oberflächenrauheit des Werkstücks.

3 Oberflächentopographieeigenschaften des gleichen Bearbeitungsverfahrens mit unterschiedlicher Rauheit

Die Oberflächenprofilkurve des Standardprobenblocks mit unterschiedlicher Rauheit (Ra0.8μm, 1.6μm, 3.2μm) wird mit der Flachfräsmaschine erhalten. Die Abtastlänge beträgt 3.75 mm, das Abtastintervall 1.25 μm und die Anzahl der Abtastpunkte beträgt 3,000 Punkte. .

• (1) Das Oberflächenprofil mit einer Rauheit von Ra 0.8 µm, 1.6 µm, 3.2 µm, das durch die Flachfräsmaschine erhalten wurde, weist eine ähnliche wellenförmige Struktur auf, was zeigt, dass die Oberflächentopographiestruktur mit unterschiedlicher Rauheit, die durch das gleiche Bearbeitungsverfahren erhalten wurde, Ähnlichkeit aufweist, und weist typische morphologische und strukturelle Merkmale auf, anhand derer auch verschiedene Bearbeitungsverfahren unterschieden werden können.
  
• (2) Der Spitzenwert des flachen Fräsoberflächenprofils nimmt mit der Erhöhung des Rauheitswertes zu, was mit dem Ra-Wert-Parameter der durchschnittlichen Höhe des Oberflächenprofilprofils übereinstimmt.
  
• (3) Die Dichte der Oberflächenmikrotopographiestruktur nimmt mit zunehmender Rauheit ab und der Abstand zwischen den Spitzen nimmt zu.

4 Fazit

• (1) Es gibt Fehler unterschiedlichen Grades bei den Oberflächentopographierauheitswerten der gleichen Rauheitsstandardproben, die durch unterschiedliche Bearbeitung erhalten wurden.
  
• (2) Wenn das gleiche Bearbeitungsverfahren verwendet wird, um Oberflächen mit unterschiedlichen Rauheiten zu erhalten, ist der Fehler zwischen dem gemessenen Rauheitswert und dem Rauheitswert der Standardprobe ebenfalls unterschiedlich.
  
• (3) Die unterschiedliche Morphologie der bearbeiteten Oberfläche, die Dichte der Feinstruktur und die Höhe des Spitzenprofils sind alle unterschiedlich, was mit dem Verarbeitungsmechanismus zusammenhängt.
  
• (4) Die durch verschiedene Bearbeitungsverfahren erhaltene Oberflächenmorphologie und -struktur weisen einen gewissen Ähnlichkeitsgrad auf. Drehen und Bohren sind beispielsweise federartige Strukturen; Hobeln und Flachfräsen sind wellenförmige Strukturen; Schaftfräsen und Flachschleifen sind gezahnte Strukturen.
  
• (5) Die Oberflächenmorphologie und -struktur unterschiedlicher Rauheit, die durch dasselbe Bearbeitungsverfahren erhalten wird, sind ähnlich und weisen typische Morphologie- und Strukturmerkmale auf, die verwendet werden können, um verschiedene Bearbeitungsverfahren zu unterscheiden

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