Чистота поверхні
Як користуватися калькулятором шорсткості
Калькулятор працює у двох режимах. У режимі «Ra / Rz з подачі» вкажіть процес, радіус при вершині пластини (rε), подачу (f) та коефіцієнт k – отримайте розрахункову шорсткість Ra та Rz. У режимі "Подача з Ra" вкажіть цільову Ra - калькулятор розрахує максимально допустиму подачу. Візуальна шкала показує, у якій зоні є результат.
Чому шорсткість визначається подачею та радіусом
При точенні ріжуча кромка залишає на поверхні мікрогребні їх висота (h) залежить від двох параметрів: подачі на оборот (f) і радіуса при вершині пластини (rε). Формула: h = f² / (8 rε). Це геометрична залежність — вона працює завжди, незалежно від матеріалу та швидкості.
Реальна шорсткість Ra виходить множенням теоретичної висоти гребеня на коефіцієнт k (зазвичай 0,25-0,35 для хороших умов). Цей коефіцієнт враховує все, що погіршує поверхню понад геометрію: вібрації, знос крайки, наріст (BUE), нестабільність подачі. Чим гірші умови — тим вища k, тим грубіша поверхня при тих самих режимах.
Що впливає на шорсткість
Подача (f).Головний важіль. Шорсткість пропорційна квадрату подачі: зменшили f удвічі — Ra впала вчетверо. Типовий діапазон для чистового точення: 0.05–0.20 мм/об. Нижче 0.04 мм/про починається "натирання" - інструмент не ріже, а тре, і поверхня погіршується.
Радіус при вершині (rε). Великий радіус дає гладкішу поверхню при тій же подачі. Пластина з rε = 1.2 мм при f = 0.15 мм/про дасть Ra приблизно вдвічі нижче, ніж пластина з rε = 0.4 мм. Але великий радіус збільшує сили різання та схильність до вібрацій – потрібен баланс.
Коефіцієнт k. Типово 0.25–0.35 для нового інструменту з гарним затискачем. При зношуванні кромки k зростає до 0.4–0.6. При вібраціях k може перевищити 0.6 – у цьому випадку формула занижує реальну шорсткість. Якщо Ra на деталі значно гірше за розрахункову - шукайте вібрації або знос.
Процес обробки. Формула точна для чистового точення. Для фрезерування та шліфування калькулятор дає оцінку – реальний результат залежить від биття, кількості зубів, стратегії обробки та абразивного зерна. Для цих процесів використовуйте калькулятор як орієнтир, а не як точний прогноз.
Швидкість різання (Vc).Прямо у формулу не входить, але впливає через k: при надто низькій Vc утворюється наріст (BUE), який псує поверхню. При оптимальній поверхні Vc гладка. При завищеній - прискорене зношування кромки збільшує k з часом.
Часті питання
Як пов'язані Ra та Rz? Наближене співвідношення: Rz ≈ 4–6 × Ra. Калькулятор використовує Rz ≈ 5.5 × Ra – це середнє значення для точення. Для шліфування співвідношення ближче до 4, для грубих операцій – до 6–7. Якщо на кресленні вказано Rz, а ви звикли працювати з Ra – діліть Rz на 5.5 для оцінки.
Який Ra відповідає якомусь класу чистоти? Відповідність (ГОСТ/ISO): Ra 12.5 = N10, Ra 6.3 = N9, Ra 3.2 = N8, Ra 1.6 = N7, Ra 0.8 = N6, Ra 0.4 = N5. Радянські класи чистоти (∇): 4 клас Ra 12.5, 5 клас Ra 6.3, 6 клас Ra 3.2, 7 клас Ra 1.6. Калькулятор показує Ra – перерахунок у класи робіть за цією таблицею.
Чому реальна шорсткість гірша за розрахункову? Три причини: 1) Вібрації - навіть непомітні, вони залишають сліди на поверхні і збільшують k. 2) Зношування кромки - зношена кромка «маже» замість того, щоб різати. 3) Нарост (BUE) - при низькій швидкості на нержавійці та алюмінію матеріал налипає на край і вириває фрагменти поверхні.
За якої подачі досягається Ra 1.6 мкм? Залежить від rε і k. Для типової пластини з rε = 0.8 мм та k = 0.32: f ≈ 0.10 мм/об. Для rε = 0.4 мм потрібно f ≈ 0.07 мм/об. Калькулятор у режимі "Подача з Ra" розрахує точне значення для параметрів.
Чи можна отримати Ra 0.4 мкм точенням? Теоретично — так, при дуже малій подачі (f ≈ 0.03–0.04 мм/об) і великому rε (1.2+ мм) з wiper-геометрією. Практично - це межа можливостей точення. Потрібні: ідеальна жорсткість системи, новий інструмент, відсутність вібрацій та BUE. Для стабільного Ra 0.4 зазвичай використовують шліфування чи суперфінішування.
Чи потрібна допомога з вибором пластини для чистової обробки або досягненням потрібної шорсткості? Зверніться до наших фахівців - підберемо геометрію та режими під ваш допуск.