Struktura geometryczna powierzchni
Powierzchnię o kształcie określonym rysunkiem nazywamy powierzchnią nominalną, tj. powierzchnią, która oddziela przedmiort o kształcie założonym (teoretycznym) od ośrodka. Jak już wspominaliśmy, przy obróbce skrawaniem nie można uzyskać idealnie równej powierzchni. Z tego względu powierzchnia rzeczywista, czyli powierzchnia, która oddziela przedmiot rzeczywisty od ośrodka, może mieć różnorodną
strukturę geometryczną (rys. 11), powstałą w wyniku nakładania się na siebie różnych odchyleń.
Strukturę geometryczną powierzchni rzeczywistej określają następujące odchylenia:
1. Błędy kształtu przedmiotu, tj. odchylenia kształtu po-
wierzchni mierzonej od kształtu nominalnego (prawidłowego). Do błędów
kształtu zalicza się np. wypukłość i wklęsłość płaszczyzn, owalność i stoż-
kowatość powierzchni walcowej itp. Błędy kształtu zostały omówione przy
rozpatrywaniu dokładności obróbki.
2. Chropowatość powierzchni, czyli małe nierówności po-
wierzchni powtarzające się lub nie o małych odległościach okresowych, na-
dające powierzchni zewnę-
trznej żądany wygląd i połysk. Przyczyną chropowatości jest bezpośrednie działanie narzędzia na materiał obrabiany oraz wpływ czynników zakłóca, jących, jak tarcie, poślizg, korozja itd. Chropowatość jest pojęciem przeciwstawnym do gładkości powierzchni.
3. Falistość po-
wierzchni, czyli sy-
stematycznie powtarzające się nierówności na określonej długości przed-
miotu, a różniące się od chropowatości tym, że są znacznie większe. Przy-
czynami powstawania falistości są: drgania obrabiarki spowodowane jej
sprężystością i niedokładnością jej mechanizmów, drgania narzędzia spo-
wodowane jego sprężystością lub nieprawidłowym zamocowaniem (np. mi_
mośrodowe zamocowanie freza na trzpieniu), niewłaściwy dobór warunków skrawania (np. zbyt duży posuw) oraz sprężystość obrabianego przedmiotu.
4. Wady struktu-
ry powierzchni, sta-
nowiące miejscowe od-
chylenia od normalnej
struktury powierzchni, jak
np. rysy, pęknięcia, ska-
zy itp. Rodzaje i przyczy-
ny powstawania wad zo-
staną omówione oddziel-
nie.
Powierzchnia rzeczywista jest wypadkową, powstałą wskutek nałożenia na siebie wymienionych odchyleń, jak to pokazano na rys. 12.
Dotychczas nie ustalono ścisłego rozgraniczenia pomiędzy chropowatością, falistością i błędami kształtu. Najczęściej odchylenia te rozgranicza się na podstawie stosunku ich podziałki do wysokości, przyjmując.
gdzie: X i A — podziałka chropowatości i falistości,
H i A — wysokość (amplituda) chropowatości i wysokość falistości (rys. 13). Ak określa odchyłki kształtu na długości powierzchni L. Możemy więc napisać, że
Nierówności powierzchni o stosunku A i A, zawartym między 50 a 1000, powtarzające się jednak mniej niż trzykrotnie przyjmuje się jako błędy kształtu.
Oglądając obrabianą powierzchnię, nawet gołym okiem zauważymy, że nierówności mogą występować jako mniej lub bardziej zagęszczone wzniesienia lub wgłębienia albo też mogą tworzyć przecinające się lub równoległe bruzdy i grzbiety. W zależności od kierunku nierówności rozróżniamy strukturę bezkierunkową lub strukturę kierunkową, tj. określoną śladami obróbki.
Strukturę bezkierunkową mają powierzchnie półfabrykatów: odlewów, odkuwek itp. (rys. 14a) oraz powierzchnie obrabiane wykańczająco, jak np. docierane, dogładzane, skrobane itp. (rys. 14b).
Strukturę kierunkową uzyskuje się przy obróbce skrawaniem narzędziami jedno- lub wieloostrzowymi oraz ściernicami. Układ śladów obróbki może być wielo- lub jednokierunkowy. W przypadku pierwszym rozróżniamy strukturę krzyżującą się (rys. 14c), jak np. powierzchnie frezowane czołem freza lub ręcznie piłowane, oraz strukturę promieniową (rys. 14d), jak np. powierzchnie szlifowane promieniowo. W przypadku drugim rozróżniamy: strukturę krzywoliniową (rys. 14e) dla powierzchni frezowanej czołem freza lub szlifowanej czołem ściernicy, strukturę współosiową (rys. 14/) — przy toczeniu promieniowym — oraz strukturę równoległą (rys. 14p) — przy toczeniu wzdłużnym, wytaczaniu, struganiu, przeciąganiu itp.