Arithmetic mean height and maximum height of the roughness profile in honing with different feeds

Abstract

The achievable surface quality is an important factor even in roughing procedures; however, it is most relevant in finishing. Two commonly measured and analysed characteristics of the machined surface roughness profile are the Arithmetic Mean Height and the Maximum Height of the Roughness Profile. In this paper these parameters were studied in bore honing. Cutting experiments were carried out, where the feed rate and the applied honing tool are varied. After the evaluation of the measured 2D surface profiles, the following conclusions were drawn: the effect of the feed rate is not linear; the lowest values of the analysed roughness parameters were achieved by the application of 50 mm/rev. feed rate and a honing tool with 80 grain size and ceramic binder; the difference between the studied roughness parameters was 6.5-8.0-fold.

Досяжна якість поверхні є важливим фактором навіть при чорнових процедурах, однак найбільш актуальна вона при обробці. Дві загальноприйняті та проаналізовані характеристики профілю шорсткості оброблюваної поверхні – це середня арифметична висота та максимальна висота профілю шорсткості. Механічна обробка проводилася за допомогою різних установок на хонінгувальному верстаті. Експерименти з хонінгування проводилися на гільзах з пластинчастого чавуного сплаву EN-GJL-250, довжиною отвору 192 мм і внутрішнім діаметром 88 мм. Використовувалися три види хонінгувальних інструментів, на основі Аl₂О₃. Серед параметрів різання, швидкість різання (vc) була зафіксована на рівні 200 м/хв, а прикладений тиск на хонінгувальний брусок (p) був відрегульований до 10 бар. Подача на оберт(vf) була встановлена на 25 мм/об, 50 мм/об і 75 мм/об. Вимірювання проводилися на заготовках після проведених експериментів з різання приладом для вимірювання шорсткості Mitutoyo SJ-301 Surftest. Профілі шорсткості були зареєстровані на трьох твірниках кожного отвору. Виміряні профілі були оцінені за допомогою програмного забезпечення для аналізу поверхні AltiMap Premium 6.2.7487. Проаналізовані параметри 2D (лінійного) профілю були (ISO 21920:2021): Rₐ – середня арифметична висота профілю шорсткості [мкм], Rz – максимальна висота профілю шорсткості [мкм]. У даній роботі ці параметри були вивчені при хонінгуванні отворів. Були проведені експерименти з різанням, де варіюється швидкість подачі і застосовуваний хонінгувальний інструмент. Після оцінки виміряних 2D профілів поверхні були зроблені наступні висновки: вплив швидкості подачі не є лінійним; найнижчі значення аналізованих параметрів шорсткості були досягнуті застосуванням швидкості подачі 50 мм/об та хонінгувального інструменту з розміром зерна 80 та керамічного в'яжучого. Різниця між досліджуваними параметрами шорсткості становила 6,5–8,0 разів.