19 Билет
1.Классификация показателей качества изделий в машиностроении, критерии оценки долговечности и надежности изделий.
На формирование и применение системы показателей качества изделия оказывают влияние разнообразные факторы: многоплановость (сложность) свойств, образующих качество изделия, уровень новизны и сложности его конструкции, своеобразие представления целевой функции управления научно-техническими, опытно-конструкторскими и опытно-технологическими разработками, своеобразие условий использования и восстановления свойств эксплуатируемых изделий и т.п.
Эти факторы предопределяют номенклатуру показателей качества изделия, особенности их выбора и применения для конкретных условий разработки, изготовления и использования изделия по назначению и поэтому должны быть выявлены до начала формирования системы показателей качества изделий определенного вида.
Конструкционная прочность – комплекс прочностных свойств, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами данного изделия, обеспечивают длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации.
На конструкционную прочность влияют следующие факторы:
1) конструкционные особенности детали (форма и размеры);
2) механизмы различных видов разрушения детали;
3) состояние материала в поверхностном слое детали;
4) процессы, происходящие в поверхностном слое детали, приводящие к отказам при работе.
Необходимым условием создания качественных конструкций при экономном использовании материала является учет дополнительных критериев, влияющих на конструкционную прочность. Этими критериями являются надежность идолговечность.
Надежность – свойство изделий, выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого времени или сопротивление материала хрупкому разрушению.
Развитие хрупкого разрушения происходит при низких температурах, при наличии трещин, при повышенных остаточных напряжениях, а также при развитии усталостных процессов и коррозии.
Критериями, определяющими надежность, являются температурные пороги хладоломкости, сопротивление распространению трещин, ударная вязкость, характеристики пластичности, живучесть.
Долговечность – способность детали сохранять работоспособность до определенного состояния.
Долговечность определяется усталостью металла, процессами износа, коррозии и другими, которые вызывают постепенное разрушение и не влекут аварийных последствий, то есть условиями работы.
Критериями, определяющими долговечность, являются усталостная прочность, износостойкость, сопротивление коррозии, контактная прочность.
Общими принципами выбора критериев для оценки конструкционной прочности являются:
1) аналогия вида напряженного состояния в испытываемых образцах и изделиях;
2) аналогия условий испытания образцов и условий эксплуатации (температура, среда, порядок нагружения;
3) аналогия характера разрушения и вида излома в образце и изделии.
2. Макро- и микрогеометрия поверхности и их влияние на эксплуатационные свойства деталей
Макро- и микрогеометрия характеризуется следующими отклонениями геометрической формы:
а) отклонения 0-го порядка - отклонения размеров;
6) отклонения 1-го порядка - расположения поверхностей;
в) отклонения 2-го - формы;
г) отклонения 3-го - волнистости;
д) отклонения 4-го - шероховатости.
.
Для оценки волнистости по линии СЭВ принята рекомендация по стандартизации PC 3951-73. Волнистость поверхности. Термины, определения и параметры. Согласно этому волнистость - периодически возникающие неровности геометрической структуры поверхности, вызываемые непредусмотренными колебаниями или подобными колебаниям относительными движениями в системе станок - инструмент - деталь.
Измеряют волнистость на участке, длина которого не менее пяти наибольших шагов волнистости.
Параметры для оценки волнистости:
1. WZ- высота волнистости, как среднее арифметическое значение волнистости из пяти, определяемых расстоянием между линиями, касающимися наивысших и наинизших точек профиля в пределах одного шага и эквидистантных средней линии.
2. Wmax - наибольшая высота волн.
3. SN - средний шаг волнистости.
Причины возникновения волнистости – вибрация системы СПИД.
Причины возникновения волнистости:
а) вынужденные колебания в системе СПИД;
б) автоколебании;
в) неправильный выбор режима резания;
г) неправильный выбор метода обработки;
д) структурные превращения.
Методы уменьшения волнистости:
1. Снижение вибрации системы СПИД;
2. Обеспечение самоперерезывания и сдвига фаз волн.
Например, при шлифовании снижение на этапе выхаживания числа оборотов деталей с 648 до 60 об/мин приводит к уменьшению волнистости примерно на 1/3, так как частота колебаний системы СПИД уже не совпадает с частотой ранее образованных на поверхности детали волн и они срезаются.
К тому же эффекту приводит использование выбега шлифовального круга или изменения его числа оборотов, изменением скорости продольной подачи, или ее отключением, при периодическом уменьшении скорости вращения шлифовального круга. В последнем случае на поверхности круга менее интенсивно образуются волны. Сообщение кругу или детали переменной составляющей. Выбег детали в конце шлифования.
3. Использование отделочных методов обработки (суперфиниширования, хонингования и др.), уменьшающих амплитуду волнистости поверхностей.
Единичные отклонения оцениваются максимальным расстоянием к поверхности (профиля) от прилегающей поверхности (прилегающего профиля).
Например:
а) отклонение от круглости.
б) овальность.
Огранка - склонение от округлости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру. Огранку с числом волн 18-360 называют волнистостью.
Предельные отклонения и расположения при изготовлении плоских и цилиндрических поверхностей деталей регламентированы ГОСТ 10357-63. Он включает ряды предельных отклонений, определения отклонения формы и расположения.
Шероховатость поверхности - это последовательность небольших выступов и впадин, расположенных на стандартном участке, в пределах которого не проявляется влияние волнистости (рис. З.1).