1. Pojęcie i budowa technologicznej warstwy wierzchniej (TWW)
Warstwa wierzchnia - część materiału, z jednej strony ograniczona rzeczywistą powierzchnią ciała stałego, a z drugiej materiałem rdzenia, składająca się z kilku stref przechodzących płynnie jedna w drugą, o zróżnicowanych rozmiarach, odmiennych cechach fizycznych i niekiedy chemicznych, w stosunku do cech materiału rdzenia.
Technologiczna warstwa wierzchnia – świadomie utworzona przez człowieka w celu uszlachetnienia właściwości przedmiotu (zmiany mikrostruktury, składu chemicznego), powstaje przez usunięcie poprzedniej warstwy wierzchniej lub jej modyfikację bez przyrostu grubości warstwy
Budowa technologicznej warstwy wierzchniej
Strefy I – III przenikają się wzajemnie, strefa IV powstaje wskutek reakcji tlenu z materiałem – chroni przed korozją, strefa V powstaje wskutek działania ostrza narzędzia (niszczenie krystalitów), w strefie VI – metal odkształcony plastycznie z widocznym kierunkiem odkształceń,
2. Fizyczne i geometryczne parametry oceny TWW.
Geometryczne parametry TWW:
Struktura geometryczna powierzchni przedmiotu to: zbiorowe określenie właściwości geometrycznych zewnętrznej granicy warstwy wierzchniej. Wyróżnia się powierzchnie:
- Rzeczywistą – odgraniczającą przedmiot od otoczenia;
- Geometryczną – nominalną, określoną rysunkiem przedmiotu;
- Zaobserwowaną – przedstawiającą przybliżony - w zależności od metod i dokładności obserwacji - obraz powierzchni rzeczywistej.
Odchyłka położenia jest odchyłką dwóch pojedynczych elementów części od ich idealnego geometrycznego położenia.
Odchyłka kształtu jest odchyłką powierzchni obrabianej od powierzchni geometrycznej. Można wyróżnić następujące błędy kształtu:
- wypukłość - odchylenie od idealnego kształtu geometrycznego, przy którym oddalenie punktów powierzchni rzeczywistej od powierzchni nominalnej zmniejsza się od jej brzegów (krańców) ku środkowi;
- stożkowość - odchylenie od idealnego kształtu określane jako różnica średnic w dwóch przekrojach prostopadłych do osi elementu odniesiona do odległości między tymi przekrojami;
- niekolistość - odchylenie od idealnego kształtu wyrażające się w odległości między powierzchnią rzeczywistą a obwodem koła opisanego na wybranym obwodzie tej powierzchni;
- owalność - odchylenie od idealnego kształtu, przy którym kontur powierzchni rzeczywistej stanowi owal, którego najmniejsza i największa średnice są w stosunku do siebie prostopadłe;
- nieprostoliniowość - odchylenie od idealnego kształtu wyrażające się jako największa odległość powierzchni rzeczywistej od prostej przylegającej do tej powierzchni.
Fizyczne parametry oceny TWW:
3. Definicje podstawowych parametrów chropowatości i udziału materiałowego profilu chropowatości.
Chropowatość – zbiór nierówności powierzchni rzeczywistej występujących w małej odległości od siebie; umownie określonych jako odchyłki profilu mierzonego od linii odniesienia w granicach odcinka, na którym nie uwzględnia się odchyłek kształtu i falistości. Wartość chropowatości zależy od procesów wytwarzania i rodzaju obróbki.
Parametry chropowatości:
Średnie arytmetyczne odchylenie profilu chropowatości Ra jest to średnia wartość odległości punktów (y1, y2, ..., yn-1, yn) profilu zaobserwowanego od linii średniej m na długości odcinka elementarnego l.(rys. 2)
- Średnie arytmetyczne odchylenie profilu chropowatości – Ra – wysokość prostokąta o podstawie ln i polu powierzchni między profilem a linią średnią; średnia wartości odległości punktów profilu yi mierzonych od linii średniej na długości odcinka elementarnego
Rys. 3. Geometryczna interpretacja parametru Ra
F1, f2, ..., Fn, — pola powierzchni zawarte między linią średnią
m i profilem zaobserwowanym
Wysokość chropowatości wedlug 10 punktów Rz jest to średnia arytmetyczna wysokości pięciu najwyższych wzniesień i pięciu najniższych wgłębień profilu chropowatości w przedziale odcinka elementarnego (rys.4).
gdzie:
Ypi — wysokość i-tego wzniesienia profilu,
Yvi — głębokość i-tego wgłębienia profilu.
Wzniesieniem (wgłębieniem) profilu nazywa się cały spójny obszar zawarty między profilem i linią średnią.
Maksymalna wysokość chropowatości Rm, (rys.4) jest to odległość dwu linii równoległych do linii średniej, z których jedna przechodzi przez najwyższy punkt wzniesienia, druga zaś przez najniższy punkt wgłębienia profilu zaobserwowanego
- Średnia szerokość rowków elementów profilu RSm – odległość między wierzchołkami mikronierówności
Xsi – wartość podziałek chropowatości
m – liczba podziałek chropowatości na odcinku elementarnym Lr
- Całkowita wysokość profilu na odcinku pomiarowym – Rt
- Udział materiałowy profilu Rmr(c) (nośność liniowa) – stosunek długości materiałowej do długości odcinka pomiarowego. Charakteryzuje go krzywa Abbotta - wykres zależności udziału materiałowego profilu od poziomu, rysuje się ją w zazwyczaj specyficznym układzie, udział materiałowy (wyrażony procentowo) odmierzając na osi odciętych, a poziom c, jako procent całkowitej wysokości profilu Rt — na osi rzędnych (wartość zerowa — na górze). Taki układ krzywej ma charakter poglądowy, gdyż odpowiada kierunkom na rysunku profilu (profilogramie).
Kształt krzywej Abbota mówi o odporności powierzchni na zużycie. Głównym celem wszystkich sposobów obróbki wykańczającej (gładkościowej) jest zwiększenie udziału materiałowego profilu chropowatości i uzyskanie krzywej Abbota o odpowiednim kształcie
Ml(c) – suma długości odcinków powstałych przez przecięcie elementów profilu linią równoległą do osi X na danym poziomie c
ln – odcinek pomiarowy
- Wysokość chropowatości według 10. punktów profilu - Rz - jest to średnia odległość pięciu najwyższych punktów zarysu zaobserwowanego na długości odcinka elementarnego lr mierzonych od linii odniesienia równoległej do linii średniej
Falistość - układ regularnie następujących po sobie wzniesień ponad średnią linię konturu powierzchni oraz obniżeń poniżej tą linią, powstających na powierzchni rzeczywistej jako wyniki obróbki mechanicznej elementu maszyny, zbiór regularnie powtarzających się nierówności, które powstają wskutek drgań narzędzia i przedmiotu obrabianego
amigo47