Исходные и оценочные характеристики процесса резания

Исходные характеристики процесса резания определяются рядом факторов, которые можно сгруппировать следующим образом.

1. Факторы, относящиеся к заготовке: вид материала (для древесины — порода, температура и влажность), его физико-механические свойства, наличие в материале связующего и др.

2. Факторы, относящиеся к резцу: угловые параметры, физико-механические свойства материала резца, геометрия резца, степень шероховатости граней, острота резца и др.

3. Режимы и размеры обработки: толщина и ширина слоя, скорости подачи и резания, толщина снимаемого припуска, направление резания по отношению к направлению волокон и др.

Перечисленные выше параметры задаются условиями и требованиями технологического процесса. Они определяют протекание процесса резания и его оценочные характеристики: величины усилий резания, характер стружкообразования и качество получаемой в результате поверхности обработки. Силовые характеристики резания и виды стружки будут подробно рассмотрены в последующих главах. Остановимся на качестве обработки.

Поверхность, образованная резанием, всегда отличается от номинальной поверхности, заданной чертежом изделия. Отклонения от заданной формы поверхности характеризуют точность механической обработки, а отклонения от идеально гладкой поверхности — ее шероховатость.

На точность обработки помимо процесса резания в значительной степени влияет точность самого станка и процессы, протекающие в системе станок — инструмент — приспособление — деталь, этот вопрос рассмотрен в разделе III. Другой характеристикой качества резания служит шероховатость обработанной поверхности, которая представляет собой чередование выступов и впадин. Они возникают как вследствие строения древесины и древесных материалов, так и вследствие процесса резания. Величина анатомических (или структурных) неровностей обусловлена размерами полостей сосудов древесины (или расположением древесных частиц в плитных материалах) и не зависит от процесса резания. Резание вызывает появление таких неровностей, как риски, кинематические и вибрационные неровности, неровности упругого восстановления и неровности разрушения (мшистость, ворсистость, сколы).

Качество обработанной поверхности определяет также глубина поверхностного слоя с остаточными деформациями и скрытыми разрушениями (трещинами), образованными при резании. Задачей резания является, таким образом, получение обработанных поверхностей не только с высокой гладкостью (малой шероховатостью), но и с минимальной глубиной деформированного слоя.

Параметры шероховатости древесины и древесных материалов регламентированы ГОСТ 7016–82. Установлено несколько параметров, однако для оценки качества обработки резанием используется практически один — — среднее арифметическое высот отдельных наибольших неровностей на поверхности:

, (2.9)

где — расстояние от высшей до низшей точки i-й наибольшей неровности; n — число наибольших неровностей (не менее 5).

Три типа неровностей поверхности деталей из древесины и древесных материалов — мшистость (наличие пучков волокон, не полностью отделенных от обработанной поверхности), ворсистость (наличие отдельных не полностью отделенных волокон) и сколы — не имеют численной характеристики, в документации регламентируется только наличие их или отсутствие.

Методы определения шероховатости поверхности древесины и древесных материалов стандартизованы (ГОСТ 15612–85).

Для измерения высоты неровностей может быть использован профилограф-профилометр, двойной микроскоп МИС-11 (при мкм), микроскоп теневого сечения ТСП-4 (при мкм) и индикаторный глубиномер (при мкм). В условиях цеха шероховатость может быть оценена по образцам сравнения (эталонам), изготовленным из того же материала, что и обрабатываемая деталь, тем же видом резания и аттестованным с помощью точных приборов.