1.5.7. Общая суммарная погрешность при массовой обработке деталей

Суммарная погрешность для каждого вида механической обработки по выполняемому размеру подсчитывается отдельно:

1.6. Качество поверхностей деталей машин после механической обработки

1.6.1. Основные понятия и определения

Качество обрабатываемой поверхности определяется двумя основными признаками:

- физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла, которые характеризуются его структурой, твердостью, значением и знаком остаточных напряжений;

- степенью шероховатости поверхности (иначе чистой или гладкой поверхностью).

Под шероховатостью поверхности понимается совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается в зависимости от характера поверхности и равна базовой длине.

Шероховатость поверхности бывает:

- продольная, изменяемая в направлении вектора скорости резания;

- поперечная, измеряемая в направлении скорости подачи.

При обработке резцами поперечная шероховатость обычно выше, чем продольная. При чистовой обработке поверхностей деталей абразивным инструментом шероховатость поверхности в продольном и поперечном направлениях примерно одинакова.

Для оценки шероховатости (по ГОСТ 2789-73) приняты следующие параметры:

а) - высота неровностей профиля;

б) - среднее арифметическое отклонение профиля;

в) - средний шаг неровностей.

Шероховатость чаще всего оценивают параметром или . В отдельных случаях шероховатость регламентируется направлением неровностей.

1.6.2. Основные факторы, влияющие на качество поверхности

К основным факторам, от которых зависит качество обрабатываемой поверхности, относятся:

- способ обработки (точение, шлифование и др.);

- режим резания (глубина резания, подача, скорость резания);

- геометрические параметры инструмента;

- род и свойства обрабатываемого материала;

- жесткость системы СПИД;

- охлаждение в процессе обработки и др.

Каждому способу обработки соответствует свой диапазон получаемой точности и шероховатости поверхности. В таблице приведены квалитет точности и шероховатость при различных методах обработки стали.

Квалитеты точности и шероховатость поверхности при различных методах обработки

Метод обработки	Квалитет точности	Класс шероховатости	Шероховатость поверхности
Точение предварительное чистовое тонкое, алмазное	14-12 10-9 8-6	1-3 4-6 7-8	Rz = 320-40 Rz = 40; Ra = 1,25 Ra = 1,25-0,32
Фрезерование, строгание предварительное чистовое тонкое	12-11 10-8 7-6	2-4 5-7 7-8	Rz = 160-20 Ra = 2,5-1,0 Ra = 1,0-0,63
Сверление	12-11	4-6	Rz = 40; Ra = 1,6
Зенкерование предварительное чистовое	12 10	3-4 5-6	Rz = 80-20 Ra = 6,3-1,6
Развертывание предварительное чистовое тонкое	9-8 7 6-5	5-6 6-7 8-9	Ra = 2,5 -1,25 Ra = 1,25-0,63 Ra = 0,63-0,16
Шлифование предварительное чистовое тонкое	10-8 7-6 6-5	6 7-8 8-10	Rz = 40; Ra = 1,25 Ra = 1,25-0,32 Ra = 0,32-0,08
Притирка тонкое шабрение	6-5 6-5	9-12 9-12	Ra = 0,32-0,032 Ra = 0,32-0,032
Хонингование	6-5	9-12	Ra = 0,32-0,032
Полирование		12-14	Ra = 0,032-0,012

Указанная точность и чистота поверхности приведены для случая обработки стальных деталей. Для деталей из чугуна и цветных металлов точность обработки можно принимать на один квалитет выше.

Качество обрабатываемой поверхности в значительной мере зависит от режимов резания (скорости резания и подачи).

На рисунке 3.5(а) показано влияние скорости резания на шероховатость поверхности при точении стали (кривая 1) и чугуна (кривая 2). После обтачивания стальной заготовки со скоростью резания около 20 м/мин. (кривая 1) наблюдается наибольшая шероховатость, что связано с явлением активного образования нароста на режущей части резца. При скорости резания свыше 80 м/мин., образование нароста практически прекращается. Кроме того, при высоких скоростях резания значительно уменьшается глубина пластически деформированного слоя, что также снижает шероховатость поверхности.

На рисунке 3.5(б) показана зависимость шероховатости поверхности от подачи при точении заготовки из стали 45 резцом с радиусом закругления вершины 2,5 мм. Из рисунка видно, что изменение малых подач (до 0,2 мм/об.) незначительно влияет на изменение шероховатости поверхности. Но при переходе в область подач свыше 0,2 мм/об микронеровности обработанной поверхности возрастают более интенсивно.

С увеличением глубины резания шероховатость поверхности возрастает незначительно и её практически можно не учитывать.

а) б)

Рис. 3.5

Значительное влияние на шероховатость поверхности оказывает геометрия и состояние режущей части инструмента: микронеровности режущей части кромки инструмента ухудшают шероховатость обрабатываемой поверхности. Это особенно заметно при обработке протяжками, развёртками и широкими резцами. Затупление режущего инструмента приводит к увеличению шероховатости обрабатываемой поверхности. При обработке заготовок абразивным инструментом шероховатость поверхности снижается с уменьшением зернистости и повышением скорости резания, уменьшением продольной и поперечной подач.

Качество поверхности зависит от рода и свойств обрабатываемого материала. Например, при обработке стали с высоким содержанием углерода ( ) получается более чистая поверхность, чем при обработке низкоуглеродистой стали; при обработке цветных сплавов получается более чистая поверхность, чем при обработке низкоуглеродистой стали и т.п.

Жёсткость технологической системы значительно влияет на шероховатость и волнистость поверхности. Недостаточная жёсткость системы может быть причиной появления вибрации при резании, и, как следствие, образования волнистой поверхности.

Применение смазывающе-охлаждающей жидкости улучшает шероховатость обрабатываемой поверхности. Одновременно повышается стойкость инструмента.