7.4.5 Komplexní charakteristika povrchové vrstvy - integrita
povrchu
Doc. Ing. Leoš Bumbálek
Napěťové pole materiálu vytvořené řezným nástrojem je příčinou
určitého deformačního stavu. Část plastické deformace zasahuje pod obrobený
povrch. Z modelu tvorby povrchové vrstvy vyplývá, že tloušťka této vrstvy
závisí na napětí a deformační oblasti v materiálu a na teplotním poli. To
znamená, že tloušťka povrchové vrstvy je ovlivněna faktory, které vytvářejí
změny napětí v deformačním a teplotním poli.
Významnou částí mající vliv na vlastnosti povrchové vrstvy je
poloměr ostří, především u operací, kde se uplatňují vysoce přesné
technologické dokončovací metody.
Vjemy výrobních metod
Během posledních let vzrostl počet součástí, na které jsou kladeny
vysoké funkční požadavky. Tyto požadavky vycházejí z nároků na spolehlivost a
bezpečnost provozu součástí i celých zařízení. Technologie proto musí hledat a
hodnotit vlivy výrobních metod na fyzikálně-chemické vlastnosti ploch
dokončených různými technologickými způsoby. Z hlediska funkce, jako např.
únavové pevnosti, tření, odolnosti proti opotřebení, jsou velmi důležitými
parametry tvar a charakter obrobené plochy, stejně jako její
mikrogeometrie.
Obrobená plocha, která je vytvořena jako výslednice geometrických a
kinematických vztahů nástroje a obrobku, je podmíněna řadou průvodních jevů,
které je nutné znát pro jejich ovlivňování a řízení. Každý výrobek musí být
vyroben v potřebné jakosti, která je vyjadřována vlastností materiálu,
přesností rozměru a tvaru, drsností a vlastnostmi povrchové vrstvy.
Nepravidelnosti a poruchy, které vznikají na obrobené ploše, jsou vyjadřovány v
kvantitativních jednotkách jako úchylky rozměru, tvaru, drsnosti, zbytkových
napětí apod.
Integrita povrchu
Konstrukce strojů a zařízení jsou z velké části namáhány dynamicky.
Příklady z provozu a analýza lomů dynamicky namáhaných součástí ukazují, že
iniciace únavového lomu začíná obvykle na povrchu součástí nebo těsně pod ním.
Proto je povrch součásti, jeho stav i jeho mikrogeometrie prvotními činiteli,
kteří ovlivňují funkční vlastnosti plochy i celé součásti. Jejich ovlivňování
metodami výroby ve vztahu k funkci lze vyjádřit pojmem integrita
povrchu. Tato v sobě zahrnuje jak podmínky, za kterých funkční plocha
vznikla, tak bere v úvahu důsledky technologické metody, její vliv na
vlastnosti obrobené plochy a dává ji do vztahu k funkčním požadavkům.
Integrita povrchu v sobě zahrnuje údaje o vlastnostech povrchové
vrstvy, stejně jako údaje o tom, jak tato vrstva vznikla a jaké změny v ní byly
vyvolány v důsledku použité technologické operace. Tyto změny jsou dávány do
vztahu k funkčním požadavkům plochy.
Proto vznikl v posledních letech naléhavý požadavek a potřeba
rozumět a řídit vztahy mezi jakostí povrchu vytvořeného různými metodami
obrábění a funkčními požadavky na tuto plochu. Je nutné upozornit na to, že
vyšší požadavky na funkční plochu se budou promítat i do nákladů na výrobu,
které tím porostou.
Vztah mezi jakostí povrchu a funkčními požadavky u významných a
důležitých ploch není zatím obecně dobře pochopen. To proto, že nejsou
definovány údaje o funkci plochy, které by měly být popisovány a vyjádřeny v
pojmech a parametrech výrobních procesů.
Je totiž nutné nejdříve stanovit, co a jak specifikovat, aby bylo
možné vyjádřit odolnost hodnocené plochy proti známému namáhání, např. proti
opotřebení, únavovému namáhání, korozi apod.
Změny na obrobené ploše
Během dokončování funkční plochy, které…
