Целостность поверхности

Целостность поверхности — это состояние поверхности заготовки после модификации в процессе производства . Термин был придуман Майклом Филдом. ^{[ 1 ]} и Джон Ф. Калс ^{[ 2 ]} в 1964 году. ^{[ 3 ]}

Целостность поверхности заготовки или предмета меняет свойства материала. Последствия изменений целостности поверхности являются проблемой проектирования машиностроения , но сохранение этих свойств является вопросом производства. ^{[ 4 ]}

Целостность поверхности может иметь большое влияние на функционирование деталей; например, Inconel 718 может иметь предел выносливости до 540 МПа (78 000 фунтов на квадратный дюйм) после щадящего шлифования или всего до 150 МПа (22 000 фунтов на квадратный дюйм) после электроэрозионной обработки (EDM). ^{[ 5 ]}

Определение

Целостность поверхности имеет два аспекта: характеристики топографии и характеристики поверхностного слоя . Топография состоит из неровностей поверхности , волнистости , ошибок формы и изъянов. Характеристики поверхностного слоя, которые могут измениться в процессе обработки, включают: пластическую деформацию , остаточные напряжения , трещины, твердость , старение, фазовые изменения , рекристаллизацию , межкристаллитное разрушение и водородное охрупчивание . При использовании традиционного производственного процесса, такого как механическая обработка , поверхностный слой подвергается локальной пластической деформации. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Процессы, влияющие на целостность поверхности, можно удобно разделить на три класса: традиционные процессы , нетрадиционные процессы и отделочная обработка . Традиционные процессы определяются как процессы, при которых инструмент контактирует с поверхностью заготовки; например: шлифование , токарная обработка и механическая обработка. Эти процессы повредят целостность поверхности только в случае использования неправильных параметров, таких как тупые инструменты, слишком высокие скорости подачи, неподходящая охлаждающая жидкость или смазка или неправильная твердость шлифовального круга. Нетрадиционные процессы определяются как процессы, при которых инструмент не контактирует с заготовкой; примеры этого типа процесса включают электроэрозионную обработку, электрохимическую обработку и химическое фрезерование . Эти процессы будут обеспечивать различную целостность поверхности в зависимости от того, как процессы контролируются; например, они могут оставлять поверхность без напряжений, переплавленную поверхность или чрезмерную шероховатость поверхности. Финишная обработка определяется как процесс, который сводит на нет качество поверхности, полученное традиционными и нетрадиционными процессами, или улучшает целостность поверхности. Например, сжимающее остаточное напряжение можно повысить за счет Упрочнение или валковое полирование , а также восстановленный слой, оставшийся в результате электроэрозионной обработки, можно удалить химическим фрезерованием. ^{[ 6 ]}

Финишная обработка может по-разному влиять на поверхность заготовки. Некоторые очищают и/или удаляют дефекты, такие как царапины, поры, заусенцы , заусенцы или дефекты. Другие процессы улучшают или изменяют внешний вид поверхности, улучшая гладкость, текстуру или цвет. Они также могут улучшить коррозионную стойкость , износостойкость и/или снизить трение . Покрытия — это еще один тип отделочной обработки, который можно использовать для нанесения дорогого или дефицитного материала на менее дорогой базовый материал. ^{[ 6 ]}

Переменные

Производственные процессы имеют пять основных переменных: заготовка, инструмент , станок , окружающая среда и переменные процесса. Все эти переменные могут повлиять на целостность поверхности заготовки, вызывая: ^{[ 3 ]}

Высокие температуры, используемые в различных процессах обработки.
Пластическая деформация заготовки (остаточные напряжения)
Геометрия поверхности (шероховатости, трещины, искажения)
Химические реакции , особенно между инструментом и заготовкой.

Ссылки

^ Доктор Майкл Филд , получено 28 августа 2009 г.
^ Филд, Майкл (1994), Джон Ф. Калс , номер документа : 10.17226/4779 , ISBN 978-0-309-05146-0 , получено 28 августа 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , с. 778.
^ Jump up to: ^а ^б Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , с. 779.
^ Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , стр. 777.
^ Jump up to: ^а ^б Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , с. 780.

Библиография

Дегармо, Э. Пол; Блэк, Джей Т.; Кохсер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4 .

[1] Доктор Майкл Филд , получено 28 августа 2009 г.

[2] Филд, Майкл (1994), Джон Ф. Калс , номер документа : 10.17226/4779 , ISBN 978-0-309-05146-0 , получено 28 августа 2009 г.

[degarmo778-3] Jump up to: ^а ^б ^с Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , с. 778.

[degarmo779-4] Jump up to: ^а ^б Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , с. 779.

[5] Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , стр. 777.

[degarmo780-6] Jump up to: ^а ^б Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , с. 780.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]