1 сурет. Өңдеудің технологиялық әдістерінің жіктелуі

1. Беттің кедір-бұдырлығы деп серіппелі- илемді материалды өңдеу кезіндегі кесу жүзінің геометриялық ізі болатын және беттің бедерін құрайтын тегіс еместік жиынтығын айтамыз. Бүгінгі күні (СССР) қажетті кедір-бұдырлықты мөлшерлейтін және бағалайтын, беттің тегіс еместігінің сипаттамасын тағайындайтын ГОСТ 2789-73 қолданылады. Кедір-бұдырлық келесі негізгі параметрлермен сипатталады: R_max – пішім тегіс еместігінің ең үлкен биіктігі; R_z – пішім тегіс еместігінің биіктігі (тоғыз нүкте бойынша); R_a – пішімнің орта арифметикалық ауытқуы; R_g – пішімнің орта квадраттық ауытқуы; S_ш – пішім тегіс еместігінің төбесі бойынша орташа адымы; - барлық шығыңқылар мен ойықтарды бір бір түзудің бойымен тартқанда болатын пішім ұзындығы; - пішімнің қатынасты ұзындығы ( бастапқы ұзындығына қатынасы); r_м – тегіс еместік ойықтарының радиусы.

Кедір-бұдырлықты көлденең және бойлық бағыттарымен ажыратамыз. Бойлық кедір-бұдырлық кесілетін қабат қалыңдығымен өңдеу ізіне перпендикуляр бағытта, ал көлденең – кесілетін қабат енімен өңдеу ізінің бойымен. Кесу кезінде көлденең кедір-бұдырлықшамасы бойынша бойлықтан үлкен сондықтан да, анықтаушы болады. Кедір-бұдырлықты бағалау үшін сүңгіш аспаптар жасалған (мысалы, профилографтар – профилометрлер Калибр 252), сондайақ оптикалық аспаптар, микроинтерферометр МИИ-4, микроскоп МС-48 және басқада аспаптар. Кедір-бұдырлық шамасына әсер етушілер: кесілетін қабат қалыңдығы мен ені, кесу жылдамдығы, өңделетін материал қасиеттері және басқада кесу шарттары. Кедір-бұдырлықтың геометриялық сипаттамалары кесу кезіндегі физика-химиялық процесстермен тығыз байланыста.

Беткі қабаттың физикалық сипаттамалары. Материалдарды кесу кезіндегі тетіктің беткі қабатының пайда болуы күрделі физикалық құбылыстар кешені болып келеді. Орыс ғалымдарының зерттеулерімен жоңқалану мен беткі қабаттың пішімделуі өзара байланыста екендігі белгіленді: жоңқалану процесін, кесілетін қабаттың илемділік деформациясының көлемін жеңілдетуге әкелетін факторлардң барлығы, әдетте тетіктің беткі қабатының өзгеруіне (жақсаратын) әкеледі. Тетіктің беткі қабатының құрылымы, фазалық және химиялық құрамдары, оның пішімделу кезіндегі серпімділі-илемді өзгеруіне кететін энергияға, кесу процесінің жылукернеуіне және өңделетін материалдың, құралдың кескіш бөлігінің материалы мен қоршаған орта байланысының сипаттамасына байланысты. Беткі қабаттың физика-механикалық қасиеттері h_нтереңдігімен, И_гр градиентімен және И_н «қақталма» дәрежесімен (деформациялық беріктенумен), қалып қойған кернеу шамасы мен белгісімен, микроқұрылыммен, орналасу тығыздығымен, вакансия концентрациясымен және басқада сипаттамаларымен бағаланады. Қақталма дәрежесі деп = қатынасын айтамыз, бұл жерде Н_max – өңделген беттің микроқаттылығы, Н₀ – дайындама материалының (бастапқы) қақталмаған микроқаттылығы. Қақталма градиенті: И_гр=Н_max-Н₀/h_м.

Кесілетін қабаттың кесу жылдамдығы өскен кездегі илемділік деформациясы дәрежесінің өзгеруі, өңделген беттің қақталуы мен сәйкес өзгеруіне себеп болады. Жоғары жылдамдықта қақталма тереңдігі төмендейді. Құралдың артқы бетінің тозуында N және F күштері жоғарылайды да, беткі қабаттың қақталуы өседі. Қақталма дәрежесі өңделетін материалдың физика-механикалық қасиеттеріне тәуелді. Тоттанбайтын, ыстыққа берік болаттар және басқа илемді материалдар қақталуға жоғары икемділігін көрсетеді.

Деформация зонасында пайда болатын жылу беткі қабаттың температурасын көтеруі мүмкін. Т_тл (0,2…0,3) температурасында «демалу» (полигонизация) пайда болады, 0,4 Т_тл үлкен температурада қайта кристалдану және өзгеру беріктігін алып тастау мүмкіндігі туады.

Беткі қабаттың физикалық жағдайының маңызды сипаттамасы болып қалып қойған кернеулер- жүктемені алып тастағаннан кейін беткі қабаттың ішінде теңесетін кернеулер, шамасы мен белгісі саналады. Қалып қойған кернеулер біртекті емес күш өрісінің (күш, температуралық және т.б.) тетіктің беткі қабатындағы орналасуды қайта тарату мен бағыттау және кристалдық тордың бұрмалануына әсер ету нәтижесінде пайда болады. Н.Н.Давиденковтың жіктемесі бойынша қалып қойған кернеулердің бірінші түрі (макрокернеулер) – өзгеретін дене көлемінде өзара теңделеді, еінші түрі (микрокернеулер) – бірнеше түйіршік көлемінде теңделеді. Жүзді құралдармен кесу процесінде қалып қойған кернеулер көбіне бірқалыпты емес деформация өрісі мен температураның тетік материалының беткі қабатына әсер ету нәтижесінде пайда болады.

Еркін кесу (жону, сүргілеу, тарта жону, және т.б.) кезінде қалып қойған кернеулердің пайда болу механизмдерінің сырт көрінісін шамалап былайша көрсетіге болады. Үйкеліс күші жоғарғы қабаттың илемді созылуын шақырады, ал одан төменірек жатқан қабаттар созылудың серпімді деформациясына қол жеткізеді. Кескіш жүз өткенннен соң(жүктемені алып тастау), серпімді созылған қабаттар ығысуға талпынады, бірақта бұған қайтарылмайтын илемді деформацияға түскен жоғарғы қабаттар кедергі болады. Осының нәтижесінде ішкі қабаттар созылған қалпында қалады, ал жоғарғы қабатта ығысудың қалып қойған кернеулері қалады. Екінші фактордың әсер етуі – бұйымға кететін жылумен, үстіңгі қабаттар созылуға ұмтылады, ал бұған салқын қабаттар қарсыласады да беткі қабатта ығысу керенулері пайда болады. Жеткілікті қарқынды жылытуда бұл кернеулер аққыштық шегінен асып кетеді де, беткі қабаттар илемділік ығысуында қалады. Тетік суығанда ішкі қабаттарда ығысудың қалып қойған кернеулері, ал бетінде созылу кернеулері пайда болады. Қалып қойған кернеулердің нәтижелік эпюрі механикалық және жылу факторларының әсер ету қарқынынана байланысты. Мысалы, қарқынды жылыту механикалық әрекеттен пайда болған ығысу кернеуін кеміте немесе мүлде жоя алады.беткі қабаттағы ығыстырушы қалып қойған кернеулердің арқасында тетіктердің төзімділігі артады, ал қалып қойған созылу кернеулері оны кемітеді. Мысалы, жоғары қаттылықты болаттар үшін қажу беріктігі ығыстыру кернеулері арқасында 50% жетеді, ал созу кернелері есебінен ығыстырушы 30%. Материалдың илемді өзгеруі көлемін, деформацияның біртекті емеч өрісін және температураны азайтуға әкелетін барлық технологиялық шаралар, қалып қойған кернеулердің азаюына әкеледі. Мысалы, кесілетін қабаттың қалыңдығы мен ені, кесу жиегінің дөңгелену радиусы, β бұрышы үлкен және α кіші болған сайын қалып қойған кернеулер көп болады. Кесу жылдамдығының өсуі, СОВ қолдану, құралды ұқыпты қайрау қалып қойған кернеулерді азайтуға әкеледі. Кесу режимдерін және құралдың геометриялық параметрлерін оңтайлы таңдау, беттерді беріктендіру мен термоөңдеуді қолдану жолдарымен беткі қабаттың пішімделу процесін басқаруға, тетік жұмысының сенімділігі мен ұзақ тұрақтылығын қамтамасыз ететін бет сапасының қажетті сипаттамасын алуға болады.