128
2.1. Chất lợng bề mặt chi tiết và các yếu tố ảnh hởng
Chất lợng bề mặt là một chỉ tiêu rất quan trọng đối với quá trình gia công chi tiết máy, nhất là ở giai đoạn gia công tinh.
Chất lợng bề mặt là một khái niệm phức tạp, đợc đánh giá bằng hai nhóm chỉ tiêu đó là các chỉ tiêu hình học và tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt.
Các thông số hình học đánh giá chất lợng bề mặt bao gồm sai số hình dáng hình học đại quan và sai số bề mặt tế vi. Tính chất cơ lý lớp kim loại bề mặt bao gồm độ cứng tế vi và ứng suất d tập trung. Một số đặc trng về sai số hình dáng hình học đại quan là độ ô van, độ đa cạnh, độ côn, độ tang trống, độ yên ngựa, độ sóng; còn sai số bề mặt tế vi (nhám bề mặt) đợc đánh giá bằng các chỉ tiêu đó là sai lệch profin trung bình Ra và chiều cao nhấp nhô theo 10 điểm tiêu biểu Rz .
Tính chất sử dụng của chi tiết gia công, cụm thiết bị máy đợc xác định bằng độ mài mòn, độ bền tiếp xúc và bền mỏi, tính bảo toàn không co giãn kích thớc khi kéo và khe hở mối ghép, đại lợng hệ số ma sát, chuyển động êm của các bề mặt làm việc, độ chính xác động học…
Các nghiên cứu trớc đây đã chứng minh rằng, những đặc tính cơ bản về chất lợng lớp bề mặt sắp xếp theo mức ảnh hởng đến tuổi thọ của chi tiết máy có thể sắp xếp theo thứ tự sau:
a- Độ chính xác hình dáng hình học các chi tiết tiếp xúc. b- Độ nhấp nhô bề mặt.
c- Độ cứng tế vi lớp bề mặt. d- Các ứng suất d lớp bề mặt.
Bề mặt mài đợc hình thành do tổng tác động của tất cả các hạt mài lên bề mặt chi tiết gia công. Hạt mài khi cắt vào phôi sẽ cắt đi một lợng kim loại ở dạng các hình đa giác.
Về chất lợng bề mặt mài đợc hiểu là các yếu tố hình học của các vết cào xớc tế vi, độ nhám bề mặt (độ nhấp nhô, vết gia công, hình dạng các vết nhấp nhô) và các tính chất cơ lý của lớp bề mặt (biến cứng, biến đổi cấu trúc, ứng suất d...). Đại lợng nhấp nhô tế vi khi mài phụ thuộc vào chế độ mài, chất lợng đá mài, tình trạng kỹ thuật của máy, dung dịch tới nguội và nhiều yếu tố khác… Trong tất cả các phơng pháp gia công cắt gọt kim loại, ngay cả khi cắt gọt ở trong quá trình cắt mỏng, thí dụ: khi mài siêu tinh bề mặt, mài khôn, đánh
bóng v..v..trên lớp bề mặt đều xuất hiện sự biến đổi tính chất cơ lý của lớp kim loại, mà chính nó quyết định chất lợng bề mặt và tính chất sử dụng của chi tiết máy. Khi mài luôn luôn xuất hiện những vết nứt tế vi, mà những vết này tồn tại trên bề mặt gia công dẫn đến sự phá huỷ toàn bộ lớp bề mặt làm giảm khả năng làm việc của chi tiết gia công.
Trong thực tế khi đánh giá chất lợng của bề mặt chi tiết gia công thờng bị hạn chế ở các phép đo độ chính xác về hình dạng, kích thớc, đại lợng nhấp nhô bề mặt và độ cứng tế vi, tính chất cơ lý của bề mặt. Những tính chất cơ lý đợc hình thành trong suốt quá trình thực hiện các nguyên công từ nguyên công đầu tới nguyên công cuối cùng.
Để đánh giá chất lợng bề mặt chi tiết sau khi mài tinh cần đánh giá tổng hợp nhiều chỉ tiêu nh đã nghiên cứu ở trên tuy nhiên trong phạm vi đề tài này chỉ tập trung đánh giá một chỉ tiêu mà có thể đo đợc chính xác đó là độ nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết mài.
Độ nhấp nhô tế vi bề mặt mài là toàn bộ các vết đợc tạo ra bởi các lỡi cắt của đá mài. Hình dạng và kích thớc của các vết này là ngẫu nhiên. Độ nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết mài phụ thuộc vào sự phân bố của các hạt mài trên đá mài, và quá trình động học, mức độ biến dạng dẻo khi cắt, chế độ cắt, đặc tính đá, chế độ trơn nguội, độ cứng vững của máy...
Giản đồ bề mặt nhấp nhô (hình 2.1) đợc mô tả phóng đại những sai lệch tế vi để giúp chúng ta đánh giá đợc độ nhám bề mặt. Đờng trung bình prôfin của độ nhấp nhô bề mặt này là đờng cơ sở, để xác định số lợng trị số nhấp nhô và vị trí, tổng diện tích hai phía từ đờng trung bình tới prôfin phải bằng nhau, tức là:
F1+ F3+ ....+ Fn-1= F2+ F4 +...+Fn
Cấp nhấp nhô bề mặt tuỳ thuộc vào chiều dài đờng cơ sở l. Tiêu chuẩn đánh giá sai lệch hình học tế vi của bề mặt dựa trên hai thông số sau:
- Trung bình số học của sai lệch prôfin Ra Ra = ∫ ∑ = = ≈ n i i x i y n dx y l 1 1 0 1 1 (2.1) - Độ cao nhấp nhô Rz: khoảng cách trung bình giữa năm điểm cao và năm điểm rãnh trong chiều dài cơ sở.
Rz = ( ) ( ) 5 10 8 6 4 2 9 7 5 3 1 h h h h h h h h h h + + + + − + + + + (2.2) +Y 0 -Y F1 F2 X F3 Fn-1 F4 Fn h 1 h 2 h 3 h 4 h 9 h 1 0 Hình 2.1. Giản đồ nhấp nhô bề mặt