MECHANICKÉ VLASTNOSTI POVRCHOVÉ VRSTVY OBROBENÉ PLOCHY

 

MECHANICKÉ VLASTNOSTI POVRCHOVÉ VRSTVY OBROBENÉ PLOCHY
V důsledku řezného procesu se v povrchové vrstvě vyskytuje:
·        Změna mechanických vlastností
·        Strukturní transformace
·        Vady
·        Zpevnění
·        Zbytková napětí
Zpevnění povrchové vrstvy- oblast primárních deformací často zasahuje pod úroveň povrchu, reálné ostří je tvořeno částí válcové plochy o poloměru 5-20μm. Vlivem zaoblení ostří je vrstva o tloušťce a stlačována a plasticky sekundárně tvářena. Po přechodu břitu stlačená vrstva vystoupí o pružnou deformaci .


Obr. 1 Zpevnění


Obr. 2 Minimální hodnota jmenovité tloušťky řezu, která je realizovatelná pro dané řezné podmínky
Vznik zbytkových pnutí
Nástroj- má vliv na mechanické i tepelné zatížení povrchu (geometrie nástroje, tepelná vodivost)
Obrobek- materiálové vlastnosti, zpevňovací schopnosti
Řezné prostředí- ochlazovací a mazací schopnosti snižují množství vznikajícího tepla- ovlivňuje přestup tepla to obrobku, nástroje, třísky, prostředí

Zbytková napětí v povrchové vrstvě
·        Hlavní podmínkou jejich vzniku je nerovnoměrná plastická deformace
·        Teplotní roztažnost při nerovnoměrném ohřevu nebo ochlazování
·        Strukturní změny materiálu v tuhém stavu (vznik za vysokých teplot- broušení)
·        Chemické procesy- vznik chemických sloučenin s odlišnou hustotou vlivem difúze a působení řezného prostředí
Pokud převažuje plastická deformace bez výrazného tepelného účinku, vytváří se na povrchu obrobku tlakové napětí. Při současném tepelném a mechanickém zatěžování povrchu se nejteplejší část vrstvy plasticky zužuje a při chladnutí vzniká tahové napětí.

Velké mechanické zatížení při nízkých teplotách povrchové vrstvy vzniká při hrubování- převaha plastických deformací nad teplotou- vznik tlakového pnutí.
Při obrábění na čisto vznikají vysoké teploty v povrchové vrstvě (SK 700- 1100˚C, broušení až 1200˚C). Tudíž převládá účinek teploty, při ochlazování má ohřátá vrstva tendenci zmenšovat svůj objem, spodní chladné vrstvy svůj objem nemění, tím pádem brání smršťování povrchové vrstvy a tím vzniká tahové napětí.


Obr. 3 Průběh napětí v povrchové vrstvě
Kde: a- velké smrštění (zkrácení vláken), b- vlákna jsou trvale protažena

Pnutí v povrchových vrstvách obrobku má značný vliv na vlastnosti obrobku, hlavně na mez únavy.
Tlaková pnutí- mez únavy zvyšují
Tahová pnutí- mez únavy snižují a zapříčiňují únavové trhliny a lomy.

Zjišťování zbytkových pnutí
Destruktivní- dochází ke zničení součásti (měření deformací při odstraňování vrstev materiálu)
Polodestruktivní- měření se provádí na záměrně přidané části povrchu (vyvrtávací metoda)
Nedestruktivní- nedochází ke zničení součásti ani k úpravě součásti pro měření (většina fyzikálních metod)

Komentáře