1. Pojęcie i budowa technologicznej warstwy wierzchniej (TWW)

Warstwa wierzchnia - część materiału, z jednej strony ograniczona rzeczywistą powierzchnią ciała stałego, a z drugiej materiałem rdzenia, składająca się z kilku stref przechodzących płynnie jedna w drugą, o zróżnicowanych rozmiarach, odmiennych cechach fizycznych i niekiedy chemicznych, w stosunku do cech materiału rdzenia.

Technologiczna warstwa wierzchnia - świadomie utworzona przez człowieka w celu uszlachetnienia właściwości przedmiotu (zmiany mikrostruktury, składu chemicznego), powstaje przez usunięcie poprzedniej warstwy wierzchniej lub jej modyfikację bez przyrostu grubości warstwy

Budowa technologicznej warstwy wierzchniej

Strefy I - III przenikają się wzajemnie,

Strefa IV powstaje wskutek reakcji tlenu z materiałem - chroni przed korozją, Strefa V powstaje wskutek działania ostrza narzędzia (niszczenie krystalitów),

Strefa VI - metal odkształcony plastycznie z widocznym kierunkiem odkształceń.

2. FIZYCZNE I GEOMETRYCZNE PARAMETRY OCENY TWW.

Wyróżnia się powierzchnie:

• Rzeczywista - odgranicza przedmiot od otoczenia,

• Geometryczna - nominalna, określona rysunkiem przedmiotu,

• Zaobserwowana - przedstawia przybliżony obraz powierzchni rzeczywistej (w zależności od metod i dokładności obserwacji).

• Fizyczne parametry oceny TWW:

- naprężenia własne zależne od obciążeń i temperatury,

- zmiana temperatury powoduje różną rozszerzalność cieplną i przemianę strukturalną,

- wadliwość,

- stan energetyczny,

- struktura materiału,

- grubość

• Geometryczne parametry oceny TWW:

Odchyłka położenia - odchyłka dwóch pojedynczych elementów części od ich idealnego geometrycznego położenia.

Odchyłka kształtu - odchyłka powierzchni obrabianej od powierzchni geometrycznej.

• Można wyróżnić następujące błędy kształtu:

• wypukłość - odchylenie od idealnego kształtu geometrycznego (oddalenie punktów powierzchni rzeczywistej od powierzchni nominalnej zmniejsza się od jej brzegów (krańców) ku środkowi),

• stożkowość - odchylenie od idealnego kształtu (różnica średnic w dwóch przekrojach prostopadłych do osi elementu odniesiona do odległości między tymi przekrojami),

• niekolistość - odchylenie od idealnego kształtu (odległość między powierzchnią rzeczywistą a obwodem koła opisanego na wybranym obwodzie tej powierzchni),

• owalność - odchylenie od idealnego kształtu (kontur powierzchni rzeczywistej stanowi owal, którego najmniejsza i największa średnice są w stosunku do siebie prostopadłe),

• nieprostoliniowość - odchylenie od idealnego kształtu (największa odległość powierzchni rzeczywistej od prostej przylegającej do tej powierzchni).

Chropowatość - zbiór nierówności powierzchni występujących w małej odległości od siebie (odchyłki profilu mierzonego od linii odniesienia w granicach odcinka, na którym nie uwzględnia się odchyłek kształtu i falistości). Wartość chropowatości zależy od procesów wytwarzania i rodzaju obróbki.

Falistość - układ regularnie następujących po sobie wzniesień ponad średnią linię konturu powierzchni oraz obniżeń poniżej tej linii, powstających na powierzchni rzeczywistej jako wyniki obróbki mechanicznej elementu maszyny. (zbiór regularnie powtarzających się nierówności, które powstają wskutek drgań narzędzia i przedmiotu obrabianego).

3. DEFINICJE PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW CHROPOWATOŚCI I UDZIAŁU MATERIAŁOWEGO PROFILU CHROPOWATOŚCI.

Parametry chropowatości:

• Średnie arytmetyczne odchylenie profilu chropowatości (Ra) - średnie arytmetyczne odchylenie profilu chropowatości (średnia wartość bezwzględnych odchyleń profilu od linii średniej w przedziale odcinka elementarnego)

• Wysokość chropowatości według 10. punktów profilu (R_z) - (średnia arytmetyczna wartość bezwzględnych wysokości pięciu najwyższych wzniesień profilu chropo­watości i pięciu najniższych wgłębień profilu chropowatości w przedziale odcinka elementarnego).

y_pi - wysokość i-tego wzniesienia profilu,

y_vi - głębokość i-tego wgłębienia profilu.

• Średnia szerokość rowków elementów profilu (RS_m) - odległość między wierzchołkami mikronierówności

Xs_i - wartość podziałek chropowatości

m - liczba podziałek chropowatości na odcinku elementarnym Lr

• Maksymalna wysokość chropowatości (Rm) - odległość między linią wznie­sień profilu chropowatości a linią wgłębień profilu w przedziale odcinka elementarnego.

R_p - maksymalna wysokość wzniesienia profilu chropowatości,

R_v - maksymalna głębokość wgłębienia profilu chropowatości.

• Całkowita wysokość profilu na odcinku pomiarowym (Rt)

R_t=R_p - R_v

Udział materiałowy profilu (Rmr(c)) (nośność liniowa) - stosunek długości materiałowej do długości odcinka pomiarowego.

Krzywa Abbotta - (obrazuje udział materiałowy profilu). Wykres zależności udziału materiałowego profilu od poziomu.

Zawiera nierówności, ułożone według wzrastającej wysokości, na długości odcinka pomiarowego.

Kształt krzywej Abbota mówi o odporności powierzchni na zużycie. Charakteryzuje ona zmienność powierzchni nośnej w funkcji wysokości przekroju.

Główny cel wszystkich sposobów obróbki wykańczającej (gładkościowej) to zwiększenie udziału materiałowego profilu chropowatości i uzyskanie krzywej Abbota o odpowiednim kształcie.

Ml(c) - suma długości odcinków powstałych przez przecięcie elementów profilu linią równoległą do osi X na danym poziomie c

ln - odcinek pomiarowy

---