9.2 Точность обработки и качество обработанной поверхности

Под точностью обработки понимают точность выполнения размеров, формы и взаиморасположения поверхностей. Точность выполнения размеров определяется отклонениями фактических размеров обработанной поверхности детали от ее конструктивных размеров, которые указываются в чертеже с соответствующими отклонениями (допусками), установленными ГОСТами.

Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

ГОСТы также определяют предельные отклонения формы обработанной поверхности (конусообразность, бочкообразность, корсетность и т.д.) и точность взаимного расположения поверхностей.

Под качеством поверхности детали понимают состояние ее поверхностного слоя как результат воздействии на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов. Оно характеризуется шероховатостью, волнистостью и физико-механическими свойствами поверхностного слоя.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. По ГОСТу шероховатость характеризуется шестью параметрами, главный из них R_a — среднее арифметическое отклонение профиля, значения которого изменяются от 100 до 0,008 мкм.

Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину.

К физико-механическим свойствам поверхностного слоя относят: твердость, структурные и фазовые составляющие; значение, знак и глубину распространения остаточных напряжений; деформацию кристаллической решетки материала; величину и глубину упрочнения.

10 Основы технологии термической обработки стали

10.1 Виды термической обработки

Термической обработкой называют процессы, связанные с нагревом и охлаждением металла, находящегося в твердом состоянии, с целью изменения структуры и свойств без изменения его химического состава. Основоположником теории процессов термической обработки является Д.К. Чернов, обнаруживший критические точки стали. Термическую обработку характеризуют основные параметры: нагрев до определенной температуры, выдержка при этой температуре, скорость нагрева и скорость охлаждения (рисунок 6.1).

В зависимости от температурных режимов термическая обработка подразделяется на следующие виды: отжиг, нормализация, закалка, отпуск, химико-термическая обработка (ХТО), термомеханическая обработка (ТМО).

10.2 Виды отжига. Нормализация стали

Отжиг заключается в нагреве стали выше критических температур выдержке при данной температуре и медленном охлаждении (обычно вместе с печью).

Цель отжига – устранить внутренние напряжения, измельчить зерно, придать стали пластичность перед последующей обработкой и привести структуру в равновесное состояние.

Конструкционные стали подвергаются полному отжигу нагреву до температуры на 30-50°С с последующим медленным охлаждением.

Нормализацией стали называется нагрев, выдержка и последующее охлаждение на воздухе (см. рис. 10.2)

После нормализации углеродистые стали имеют ту же структуру, что и после отжига.

Цель нормализации и сталей та же, что и полного отжига. Однако после нормализации твердость и прочность стали будут выше, чем при отжиге. Нормализация применяется для устранения крупнозернистой структуры, выравнивания механических свойств. В сталях нормализация устраняет цементитную сетку.

Нормализация – более дешевый и простой вид термической обработки, чем отжиг.

После отжига углеродистая сталь (0,4 %С) имеет следующие механические свойства; после нормализации

На машиностроительные заводы углеродистые стали поставляются в состоянии, обусловливающем относительно невысокую твердость, для того чтобы обеспечить хорошую обрабатываемость резанием.

Конструкционные стали поставляются в отожженном или нормализованном состоянии; инструментальные стали – после сфероидизирующего отжига.