加工面マイクロプロファイルの特性分析

科学技術の急速な発展に伴い、さまざまな機械製品の品質要件はますます高まっています。 表面の形態と構造は、摩擦や摩耗、接触剛性、疲労強度、嵌合特性、伝達精度、シール性能、検出精度などの機械システムの機械的特性に影響を与えるだけでなく、性能、寿命、外観にも直接影響します。マシンの。

マイクロマシンでは、表面の微細形態は、その摩擦、摩耗、潤滑、およびその他の摩擦特性にも密接に関連しています。

加工面の表面形態（形状やテクスチャーなど）は、切削動作中の工具とワークの相互の位置関係に依存します。 特定の切削方法や切削条件だけでなく、工作機械の構造のダイナミクスにも関係します。ワークピースの特性、切削工具、材料、機械的特性に関係します[4]。 さまざまな加工面の微細形態の特性と内部法則の研究は、さまざまな加工方法の加工メカニズムとその違いを深く理解するための重要な参照値であり、加工の技術的基礎も提供します。

この論文の著者は、標準的なサンプルブロックの加工（旋削、平削り、エンドミリング、フラットミリング、ボーリング、フラットグラインディング）を対象とし、さまざまな加工方法で得られる表面粗さの違いを研究し、さまざまな加工方法を分析します。表面の形態と構造が得られ、同じ加工方法で得られた粗さの異なる表面の形態則が観察されました。 したがって、さまざまな加工方法の特徴とその違いを理解してください。

1異なる加工面の表面粗さの違い

表面地形計測器は28種類の表面地形パラメータを測定できます。 機械加工された標準サンプルブロックの表面トポグラフィパラメータを測定するには、サンプリング長を5mm、サンプリング間隔を1.25μmに選択します。 一般的に使用される表面プロファイルの高さの平均値Raは、さまざまな加工面の表面粗さの違いを分析するための粗さ評価パラメーターとして選択されます。 さまざまな機械加工方法により、さまざまな粗さ標準サンプルのRa値（3回の測定の平均を取ります）、および測定された粗さ値とサンプルブロックの粗さの差が得られます。

• （1）異なる加工方法で得られた同じ粗さ標準サンプルの表面トポグラフィーの測定粗さ値には異なる誤差があります。 たとえば、処理方法が異なれば、測定された粗さの値と、粗さがRa0.8μmの標準サンプルブロックの表面の違いが異なります。 小から大）、測定された粗さの値は、ボーリング、エンドミル、フラットミリング（小から大）の順にサンプルブロックの粗さの値よりも小さくなります。
• （2）同じ加工方法で得られた粗さの異なる表面の測定粗さ値と標準サンプルの粗さ値との誤差も異なります。 例えば、旋削加工の場合、得られた標準試験片の表面粗さはRa0.8μm、1.6μm、3.2μm、6.3μmであり、測定された粗さ間の誤差の変化傾向は異なり、粗さの値はRa0です。 測定された粗さの値8μm、1.6μm、および6.3μmは、標準のサンプルブロックの粗さよりも大きくなっています。 粗さ値がRa3.2μmの場合、測定された粗さ値は標準サンプルブロックの粗さ値よりも小さくなります。 ただし、エンドミル加工で処理されたXNUMXつの粗さ標準試験片の測定誤差はすべて負であり、測定された粗さ値はすべて標準試験片の粗さ値よりも小さくなっています。

異なる加工面の微細形態特性は、同じ粗さ（Ra0.8μm）の標準サンプルに対して異なる加工方法（旋削、ボーリング、エンドミリング、プレーニング、フラットミリング、フラットグラインディング）を使用して得られます。大きな違いがあります。表面形態

• （1）機械加工されたさまざまな表面形態の微細構造の密度は、低から高まで異なり、フラットミリング、プレーニング、エンドミル、フラットグラインディング、ボーリング、ターニングです。
  
• （2）異なる機械加工された表面の表面形態と構造には、特定の類似点があります。 たとえば、旋削とボーリングはバネのような構造です。 プレーニングとフラットミリングは波のような構造です。 エンドミルとフラットグラインディングは鋸歯状の構造です。
  
• （3）表面プロファイルのピーク変化振幅は、平面研削、旋削、平削り、エンドミル、ボーリング、フラットフライスの降順であり、さまざまな加工方法の加工メカニズムに関連しています。

研削プロセスの表面粗さの値は比較的高く、主な影響要因は次のとおりです。

• ①砥石の刃先（砥粒）が連続した直線ではないため、研削後にワークに一定の残留領域が残ります。
  
• ②研削工程では、ワーク表面の金属が塑性変形することにより、切削温度が連続的に上昇し、砥石の摩耗が加速し、深刻な押し出しが発生します。
  
• ③研削量、研削液、研削代などのパラメータの選択は、ワークの表面粗さに一定の影響を与えます。

3粗さが異なる同じ処理方法の表面トポグラフィー特性

粗さの異なる標準サンプルブロック（Ra0.8μm、1.6μm、3.2μm）の表面プロファイル曲線は、フラットフライス盤で得られます。 サンプリング長は3.75mm、サンプリング間隔は1.25μm、サンプリングポイント数は3,000ポイントです。 。

• （1）フラットフライス盤で得られた粗さRa0.8μm、1.6μm、3.2μmの表面プロファイルは同様の波状構造を有しており、同じ加工方法で得られた粗さの異なる表面トポグラフィー構造は類似性を有しており、は典型的な形態的および構造的特徴を持っており、さまざまな機械加工方法を区別するためにも使用できます。
  
• （2）フラットミリング表面プロファイルのピーク値は、粗さ値の増加とともに増加します。これは、表面プロファイルプロファイルの平均高さのRa値パラメータと一致しています。
  
• （3）表面のマイクロトポグラフィー構造の密度は、粗さの増加とともに減少し、ピーク間の距離は増加します。

4まとめ

• （1）異なる加工で得られた同じ粗さ標準サンプルの表面トポグラフィー粗さ値にはさまざまな程度の誤差があります。
  
• （2）同じ加工方法で粗さの異なる表面を得る場合、粗さ測定値と標準サンプルの粗さ値の誤差も異なります。
  
• （3）加工面の形態、微細構造密度、ピークプロファイルの高さがすべて異なり、処理メカニズムに関連しています。
  
• （4）異なる加工方法で得られた表面形態と構造は、ある程度類似しています。 たとえば、旋削とボーリングはバネのような構造です。 プレーニングとフラットミリングは波のような構造です。 エンドミルとフラットグラインディングは鋸歯状の構造です。
  
• （5）同じ加工方法で得られた異なる粗さの表面形態と構造は類似しており、異なる加工方法を区別するために使用できる典型的な形態と構造特性を持っています

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