Controlemethoden voor oppervlakteruwheid bij het bewerken van mechanische precisieonderdelen
Op het gebied van de machinale precisiebewerking van onderdelen is de oppervlakteruwheid een van de belangrijkste indicatoren voor het meten van de kwaliteit van onderdelen. Het heeft een directe invloed op de prestaties, betrouwbaarheid en levensduur van de onderdelen. Met de toenemende precisie-eisen van de moderne productie is het effectief beheersen van de oppervlakteruwheid een belangrijk probleem geworden dat moet worden aangepakt in het bewerkingsproces. In dit artikel worden verschillende methoden onderzocht voor het beheersen van de oppervlakteruwheid tijdens de machinale bewerking van precisieonderdelen.
I. Optimalisatie van snijparameters
Snijsnelheid: Snijsnelheid heeft een aanzienlijke invloed op de oppervlakteruwheid. Tijdens het snijden op hoge-snelheid wordt de snijkracht relatief verminderd en wordt het snijproces stabieler, wat helpt de oppervlakteruwheid te verlagen. Overmatig hoge snijsnelheden kunnen echter leiden tot versnelde slijtage van het gereedschap en zelfs tot de vorming van -opstaande randen, waardoor de kwaliteit van het oppervlak kan verslechteren. Daarom moet de optimale snijsnelheid worden bepaald op basis van factoren zoals werkstukmateriaal, gereedschapsmateriaal en bewerkingsproces, door middel van experimenten of empirische formules. Een hogere snijsnelheid kan bijvoorbeeld een betere oppervlaktekwaliteit opleveren bij het bewerken van aluminiumlegeringen, maar voor sommige hoog-gelegeerde staalsoorten moet de snijsnelheid zorgvuldig worden gekozen.
Voedingssnelheid: De voedingssnelheid bepaalt direct de afstand tussen de snijsporen die het gereedschap op het werkstukoppervlak achterlaat. Een kleinere voedingssnelheid kan de snijsporen fijner maken, waardoor de oppervlakteruwheid wordt verminderd. Een te kleine voedingssnelheid zal echter de bewerkingsefficiëntie verminderen en de productiekosten verhogen. In het algemeen moet, vanuit het uitgangspunt van het garanderen van de bewerkingsefficiëntie en de standtijd van het gereedschap, waar mogelijk een kleinere voedingssnelheid worden gekozen. Bij nauwkeurig draaien kan het redelijk aanpassen van de voedingssnelheid aan de precisie-eisen van het onderdeel en de snijprestaties van het gereedschap de oppervlakteruwheid effectief controleren.
Diepte van de snede: Variaties in de snedediepte beïnvloeden de grootte van de snijkracht en de stabiliteit van het snijproces. Een te grote snedediepte kan gemakkelijk trillingen veroorzaken, wat leidt tot een slechte oppervlakteruwheid. Tijdens de voorbewerking kan een grotere snedediepte worden gekozen om de bewerkingsefficiëntie te verbeteren, maar tijdens de nabewerking moet de snedediepte op passende wijze worden verminderd om een goede oppervlaktekwaliteit te bereiken. Door de snedediepte redelijk te verdelen tussen voorbewerking en nabewerking, kunnen zowel de bewerkingsefficiëntie als een effectieve controle van de oppervlakteruwheid worden gegarandeerd.
II. Selectie van geschikte hulpmiddelen
Gereedschapsmateriaal: De eigenschappen van het gereedschapsmateriaal spelen een cruciale rol bij de oppervlakteruwheid. Veelgebruikte gereedschapsmaterialen zijn snel-snelstaal, gecementeerd carbide, keramiek en kubisch boornitride (CBN). Verschillende gereedschapsmaterialen hebben verschillende hardheid, slijtvastheid en thermische weerstand. Gereedschappen van gecementeerd carbide hebben bijvoorbeeld een hoge hardheid en slijtvastheid, en kunnen goede snijprestaties behouden tijdens snijden op hoge-snelheid. Ze zijn geschikt voor het bewerken van verschillende metalen materialen en kunnen de oppervlakteruwheid effectief verminderen. CBN-gereedschappen hebben daarentegen een nog hogere hardheid en thermische weerstand, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor het bewerken van materialen met een hoge-hardheid en het bereiken van een extreem lage oppervlakteruwheid.
Geometrische parameters van het gereedschap: De geometrische parameters van het gereedschap omvatten de hellingshoek, de vrije hoek, de hoek van de hoofdsnijkant, de hoek van de secundaire snijkant en de hellingshoek van de rand. De rationele keuze van deze parameters is belangrijk voor de oppervlakteruwheid. Een grotere spaanhoek kan de snijkracht verminderen, waardoor het snijproces soepeler verloopt en de oppervlakteruwheid wordt verminderd. Een te grote spaanhoek kan echter de sterkte van het gereedschap verzwakken en tot slijtage leiden. De vrije hoek dient voornamelijk om wrijving en slijtage tussen het achteroppervlak van het gereedschap en het bewerkte oppervlak van het werkstuk te verminderen. Het op passende wijze vergroten van de vrije hoek kan de oppervlaktekwaliteit verbeteren. De hoofd- en secundaire snijkanthoeken bepalen de grootte van het restoppervlak na het snijden. Het verkleinen van deze hoeken kan de oppervlakteruwheid verlagen. De hellingshoek van de rand beïnvloedt de richting van de spaanstroom en de verdeling van de snijkracht. Een redelijke keuze van de hellingshoek van de rand kan de stabiliteit van het snijproces verbeteren en de oppervlakteruwheid verminderen.
