علل ناهمواری سطح در ماشینکاری
سطح ماشینکاری ناصاف عمدتاً به دلایل زیر ایجاد می شود:
اولی ناحیه باقیمانده است که ناحیه ای است که لبه برش اصلی و لبه برش کمکی ابزار پس از برش روی سطح ماشینکاری شده باقی می ماند.
دومی فلس گیر است. برخی از فلزات پلاستیکی مانند فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط، فولاد ضد زنگ، آلیاژ آلومینیوم و غیره هنگامی که با سرعت کم یا متوسط با ابزارهای فولادی با سرعت بالا برش داده می شوند، فلس ماهی مانند خز بر روی سطح ماشین تولید می کنند. فلس فرز نامیده می شود. ایجاد فلس و خار باعث افزایش زبری سطح قطعات می شود.
در مرحله بعد، براده سازی وجود دارد که با تجمع تراشه های برش در سطح لبه برش در طول فرآیند برش ایجاد می شود. هنگامی که تراشه ایجاد می شود، قسمت بیرون زده ممکن است به جای لبه برش به قطعه کار بریده شود و شیارهایی با عمق های مختلف روی سطح ماشینکاری شده بکشد. هنگامی که تومور تراشه ای می افتد، بخشی از قطعات تومور تراشه ممکن است به سطح ماشین کاری شده بچسبد و سوراخ های ریز تشکیل دهد. هر دوی این شرایط باعث افزایش زبری سطح ماشینکاری شده قطعه می شود.
در نهایت، ارتعاش وجود دارد. در حین برش، سیستم فرآیند به دلیل صلبیت ناکافی، لرزش دوره ای ایجاد می کند، که باعث خراش نوارها یا علائم موج دار روی سطح ماشینکاری شده و به طور قابل توجهی مقدار زبری سطح را افزایش می دهد.
عوامل موثر بر زبری سطح در ماشینکاری
در ماشینکاری، چه عواملی باعث ایجاد سطح باقیمانده، تجمع براده، خارهای فلس و لرزش می شود؟ بیا یک نگاهی بیندازیم:
اولین عامل میزان برش است. پارامترهای برش شامل نرخ خوراک و سرعت برش می باشد که در این میان نرخ خوراک بیشترین تاثیر را بر سطح باقیمانده دارد و افزایش نرخ خوراک منجر به افزایش سطح باقیمانده می شود. تأثیر سرعت برش بر زبری سطح عمدتاً در تولید خارهای فلس و گره های تراشه منعکس می شود. هنگامی که جسم برش فلز پلاستیکی است و سرعت برش بسیار کم است، تولید تراشه آسان نیست. هنگامی که سرعت برش بسیار بالا است، کاهش تغییر شکل پلاستیک مفید است، بنابراین از تولید خارهای فلس جلوگیری می شود. بنابراین هر دو حالت زبری سطح قطعه را کاهش خواهند داد. هنگام برش مواد شکننده، تأثیر سرعت برش کم است، زیرا تغییر شکل مواد کوچک است، بنابراین مقدار زبری سطح نیز کاهش می یابد.
عامل دوم پارامترهای هندسی ابزار است. پارامترهای هندسی ابزار عمدتاً شامل شکل تیغه و زاویه ابزار است که در این میان شعاع قوس نوک ابزار، زاویه انحراف اصلی و زاویه انحراف کمکی تأثیر زیادی بر ناحیه باقیمانده و ارتعاش دارند. به طور کلی، با فرض استحکام کافی ماشین ابزار، هنگامی که شعاع قوس نوک ابزار افزایش می یابد و زاویه انحراف اصلی و زاویه انحراف فرعی کاهش می یابد، مقدار زبری سطح کوچک است. اما اگر سفتی ماشین ابزار خیلی کم باشد، شعاع قوس نوک ابزار خیلی زیاد باشد یا زاویه انحراف اصلی خیلی کوچک باشد، باعث ایجاد لرزش در اثر نیروی برش بیش از حد می شود که باعث افزایش مقدار زبری سطح می شود.
عامل سوم مواد ابزار مورد استفاده برای برش است. اندازه شعاع قوس لبه برش و زمان تیز نگه داشتن آن با مواد مختلف ابزار متفاوت است. ابزارهای برش برخی از مواد مانند فولاد با سرعت بالا را می توان تیز کرد، اما زمان نگهداری کوتاه است، بنابراین هنگام برش با سرعت کم زبری سطح کم است. با این حال، برای برخی از مواد، مانند کاربید سیمانی، شعاع قوس لبه پس از آسیاب بزرگتر است و مقدار زبری سطح برش در سرعت بالا کوچکتر است. تا زمانی که مواد ابزار مناسب با توجه به نیاز ماشینکاری انتخاب شود، زبری سطح ماشینکاری شده را می توان کاهش داد.
عامل چهارم مواد قطعه کار است. هر چه پلاستیسیته و سختی ماده قطعه کار کمتر باشد، احتمال ایجاد گره های ضایعات، خارهای فلس، سختی سرما و سایر پدیده ها بیشتر می شود و زبری سطح بیشتر می شود. بنابراین، زبری سطح برش فولاد با کربن بالا، فولاد کربن متوسط و فولاد کوئنچ شده و گرم شده کوچکتر از برش فولاد کم کربن است. زبری سطح قطعه کار فولادی کوچکتر از سطح قطعه کار چدن است.