The ralationship betwheen the parameters of roughness and features of surface formation with a special microprofile

Abstract

This article shows the regularities of the formation of the relationship between the parameters of the roughness of the treated surface under the conditions of processing with a tool made of superhard materials. Features offormation of the ratio of height parameters of roughness Rmax/Ra for conditions of diamond-abrasive processing are shown. In general, in relation to Rmax/Ra we have a kind of "roughness arc", when first for a normal untreated rough source surface it is close to 4, then abrasive-diamond treatment of this surface raises this ratio to 6 and then to 8, but further methods of abrasive finishing and polishing reduce the ratio to 6 and then chemical-mechanical polishing to a high-quality surface returns this ratio to values close to 4. This means that if the initial cost of grinding the original surface affects the increase in the ratio, then the subsequent cost of finishing and polishing work reduces the value of the ratio Rmax/Ra to the original. The peculiarities of obtaining a treated surface with a special microprofile, which is a flat protrusions with recesses (a kind of "pockets") for placing oil to increase the service life of such a surface.

Викладені особливості зв’язку між основними висотними параметрами шорсткості Rmax та Ra, а також між кроковим Sm та висотним параметрами Ra при торцевому шліфуванні кругами з НТМ. Побутує такий досить стійкий міф, що вказані вище параметри як би незалежно існують самі по собі і можливо отримати будь-яке необхідне значення одного параметра і будь-яке бажане значення іншого, або, наприклад, можна подіяти на один параметр, а інші не зміняться. Наслідком такого міфу є те, що дослідники окремо вивчають вплив режимів і умов обробки на конкретні параметри шорсткості, чим вноситься системна похибка, оскільки насправді для однакових умов обробки всі параметри шорсткості пов’язані між собою і впливати тільки на один параметр є неможливим, бо зміняться і інші. Тому метою даної роботи було показати як змінюється співвідношення між основними висотними показниками шорсткості Rmax та Rа і як це може дозволити досягти умов формування поверхні із спеціальним мікропрофілем при алмазній обробці. Показано, що вказаний зв’язок між вказаними параметрами шорсткості в цілому зводиться до простих відношень. Наприклад, для спеченої і необробленої поверхні твердих сплавів таке відношення близьке до вигляду Rmax/Ra ⁓ 4.При лезовій обробці сталей різцями з Гексаніту-Р відношення Rmax/Rа вже є 6. В цілому, ймовірно більш вірним було би вважати, що для абразивної обробки (в достатньо широкій області) відношення Rmax/Rа є більш близьким до вигляду Rmax/Ra  (6–8), причому більші значення є характерними і для чистових методів абразивної обробки. А ось при доведенні кераміки і покриттів це відношення зростає до 10. В останньому випадку свій внесок у відносне підвищення значення Rmax вносить пористість даних матеріалів, оскільки при доведенні вона вже має значення. Наведене вище дозволило нам сформулювати таке положення: чим більш грубою є поверхня, тим вона має менше відношення між Rmax/Ra, а чим більш довершеною є поверхня, отримана доведенням, поліруванням або іншими фінішними методами, тим це відношення є більшим. Тобто, наприклад, спечена поверхня і поверхня після абразивної обробки звичайними абразивами має відношення в діапазоні Rmax/Ra (4–6). Обробка шліфувальними кругами з НТМ, коли поверхня має меншу шорсткість, аніж після наведених вище методів, і при тонкому шліфуванні переважно характеризується зростанням відношення до 8. У випадку доводочних операцій на пористих матеріалах, коли значення Ra є невеликими, це відношення є вже близьким до R max/Ra 10. Як раз в цьому випадку дефекти самої обробленої поверхні у вигляді пор або подряпин і є причиною підвищення величини даного відношення. Між тим, низка подальших досліджень засвідчила, що такий висновок є неповним, оскільки відбиває тільки першу частину вказаної тенденції. Виявляється, що якщо нам необхідно отримати ще більш довершену поверхню після шліфування, наприклад, поліруванням з отриманням значення величин шорсткості до 5–10 нм, тобто витрати на процес отримання поверхні зростають, то величина відношення R max/Rа починає знижатися і досягає тієї ситуації, коли вказане вище відношення стає близьким к вигляду Rmax/Ra 4. Тобто у нас відбувається своєрідна «дугавідношення висотних параметрів». Наведені дослідження дозволили виявити умови формування спеціального мікропрофіля оброблюваної поверхні при алмазному шліфуванні. Так, одночасне застосування в кругах зерен компактів і алмазних зерен ситуацію може не поліпшувати як з точки зору зносостійкості кругів так і якості обробленої поверхні, оскільки є неможливим досягти умов продуктивної безприпальної обробки швидкорізальної сталі. Разом з тим, виявлено, що саме при такій суміші в кругах і є можливим досягти зниження шорсткості обробленої поверхні і того специфічного профілю мікронерівностей, коли утворюються так звані „масляні кишені”. Тобто встановлено, що є реальна можливість реалізувати в одному крузі умови отримання при шліфуванні специфічного специфічного профілю мікронерівностей, коли утворюються так звані „масляні кишені” без будь-яких додаткових технологічних засобів.