13. Понятие о качестве поверхностей деталей машин

Качество обработанной поверхности характеризуется:

а) физико-механическими свойствами поверхностного слоя ме­талла;

б) степенью шероховатости поверхности (иначе — чистотой или гладкостью).

в) волнистостью

В процессе механической обработки от действия режущего инструмента на поверхности металла остаются гребешки и впадины и структура поверхностного слоя изменяется: поверхностный слой испытывает пластические деформации, и образуется наклеп, твердость его повышается, возникают внутренние напряжения.

Степень наклепа металла и глубина проникновения пластических деформаций зависят от метода обработки и режима резания (подачи, глубины и скорости резания). При повышении подачи и глубины ре­зания толщина наклепанного слоя увеличивается, при повышении ско­рости резания, напротив, уменьшается. Различают следующие отклонения обработанной поверхности по геометрическим признакам:

1) Макрогеометрия (макронеровности) поверхности, характеризуемая погрешностями формы — отклонениями от правильной геометрической формы (овальность, конусность, бочкообразность и т. д.).

2) Волнистость поверхности, т. е. наличие периодически повторяю­щихся, примерно одинаковых волнообразных отклонений.

3) Микрогеометрия (микронеровности) поверхности, т. е. шерохо­ватость, обусловленная наличием гребешков и впадин. Величина микронеровностей характеризует чистоту обработанной поверхности. По­верхность может быть волнистой и в то же время грубошероховатой или незначительно шероховатой — чистой (гладкой), так же как и ровная поверхность может быть грубо- или значительно шерохо­ватой или чистой (гладкой)

Волнистость поверхности детали возникает при обработке вследствие вибрации технологической системы станок — приспособление — инструмент—деталь, неравномерности процесса резания, биения режущего инструмента и других причин. Часто волнистость возникает на поверхности деталей средних и круп­ных размеров при обработке точением, фрезерованием, шлифованием.

К числу многих факторов, от ко­торых зависит качество обрабатываемой поверхности, относятся:

а) род и свойства обрабатываемо­го материала;

б) способ обработки (точение, строгание, шлифование и т. д.);

в) режим резания металла (ско­рость резания, подача, глубина ре­зания);

г) жесткость системы станок — приспособление — инструмент — де­таль;

д) геометрические параметры инструмента;

е) материал инструмента;

ж) охлаждение в процессе резания.

14. Понятие о точности и погрешностях обработки

Под точно­стью обработки понимается степень соответствия действительных геометрических параметров производимых изделий их заданным значениям, указанным в чертежах или другой технологической документации.

Величину отклонения геометрнческих параметров реальной детали от заданных называют погрешностью изготовления. Она возникает в процессе механической обработки и этим отличается от допуска, который задается конструктором.

Соответствие геометрических параметров реальной детали заданным значениям определяется:

I) точностью формы детали, ее рабочих поверхностей (овальность, огранка, бочкообразность и седлообразность, изогнутость, кону сообразность, непрямолниейность, неплоскостность, вогнутость и выпуклость);

2) точностью взаимного расположения поверхностен. (непараллельность, неперпендикуляркость, центричости перекос осей, торце­вое биение, несоосность, радиальное биение, смещение осей и др.);

3) точностью размеров детали (отклонение размеров от номинальных);

4) шероховатостью поверхности.

Существуют три категории точности: 1) заданная (требуемая); 2) действительная; 3) ожидаемая. Заданная — это точность, которую требуется получить после обработки. Она численно равна величине интервала между заданными предельными значениями, т. е. допуску на заданный размер, и определяется в основном служебным назначением детали (машины). Действительная — это точность, которая получается после обработки.

Для определения действительной точности сопоставляют действительный раз­мер определенного измерением (после обработки де­тали), с каждым, из двух предельных значений заданного размера. Этим способом пользуются при настройке станка и довольно часто при контроле детали.

Под ожидаемой точностью понимают такую точность, которую можно ожидать после обработки.

Точность механической обработки зависит от боль­шого числа факторов (квалификация рабочего, продол­жительность обработки, состояние станка и инструмен­та, приспособления и др.). Время обработки является основным фактором, влияющим на точность. Например, снижая режимы резания, применяя большое число про­ходов, можно значительно увеличить точность обра­ботки. Однако при этом время и стоимость обработки увеличатся. Поэтому точность механической обработки можно рассматривать: I) с точки зрения возможности достижения се данным методом; 2) с точки зрения эко­номической целесообразности достижения данной точ­ности именно этим методом, а не другим.

Под достижимой понимают ту точность, которая мо­жет быть получена при обработке деталей высококвалифицированным рабочим на станке, находящемся в безукоризненном состоянии, при неограниченной затра­те труда и времени на эту обработку. Под экономической точностью обработки понимают такую точность, для достижения которой затраты при применении данного метода обработки не превышают затрат при применении других сопоставимых способов обработки той же поверхности. Экономическая точность достигается в нормальных про­изводственных условиях, при нормальной затрате времени и квалификации рабочих, со­ответствующих характеру вы­полняемой работы. Каждому виду оборудования (или опе­рации) соответствует опреде­ленная экономическая точность обработки, которая при­водится в справочных данных.

Основными факторами, влияющими на погрешность механической обработки, являются следующие:

Геометрические погрешности и износ станков обработанных деталей.

Погрешность и износ инструмента; Погрешность и износ приспособлений; Упругие деформации технологической системы СПИД; Деформации от внутренних напряжений; Температурные деформации; Неточность установки инструмента на размер; Неточность измерения размера; Погрешность установки заготовки