32. Погрешности, обусловленные нагреванием элементов технологической системы

Основные причины неравномерного нагрева станков:

1) тепловые явления во встроенных электродвигателях;

2) потери на трение (подшипники, зубчатые передачи), гидроприводы;

3) теплопередача от охлаждающей жидкости;

4) нагревание от внешних источников (солнечных лучей, охлаждение через фундамент). Обработка при установке по центровым отверстиям крупных валов (n = 405 мин-1):

Рис. 32.1. Смещение оси передней бабки токарного станка в вертикальном и горизонтальном направлениях

Рис.32.2.Влияние перерывов работы резца на его тепловые деформации

33. Погрешности, связанные с износом режущего инструмента

U,мкм

Расчет износа для участка II

Применительно к точению

Du I- диаметр и длина заготовки, мм;

S₀ - подача, мм/об;

Вид износа режущего инструмента и способы устранения этого износа

Вид износа	Способы устранения
	Умень­шить ско­рость резания	Увеличить скорость резания	Умень­- шить подачу	Уменьшить глубину резания	Выбрать более износостой­кую марку сплава	Выбрать более проч­ную марку сплава	Выбрать режу­щую пластину с положительной геометрией
Износ по задней поверхности	+				+
Образование проточин	+				+
Лункообразование по передней	+		+		+		+
поверхности
Пластическая деформация	+		+		+
Наростообразование		+					+
Термические трещины						+
Выкрашивание		+				+	+
Поломка пластины			+	+		+

34. Пути снижения трения

36. Строение поаерхностного слоя металла

Граничный слой

Атомы имеют связи только с соседними и нижележащими атомами и находятся в неуравновешенном неустойчивом состоянии. Граничный слой, включающий примерно два ряда атомов (10'⁶ - 10'⁷ мм) обладает запасом свободной поверхностной энергии, вследствие чего адсорбирует элементы окружающей среды (газы, пары воды и жиры). Адсорбция снижает поверхностную энергию и облегчает развитие деформаций, приводит к возникновению химических соединений. Общая толщина наружной пленки составляет: в стали 1,0- 2,0 нм, в железе 1,5 - 2,5 нм; 1 нм (нанометр) = 10'⁹ м

Поверхностный слой металла включает в себя наружную поверхность (граничный слой) и слой деформированного металла, отличающегося от основной части (сердцевины) по своим механическим, физическим и химическим свойствам

Внутренняя часть поверхностного слоя

Дислокации представляют собой более сложный дефект структуры, чем любой из точечных дефектов. Возможные типы несовершенства кристаллической структуры состоят из краевой и винтовой дислокаций. Формирование краевой дислокации вызвано тем, что в часть объема кристалла введена лишняя атомная плоскость. Винтовая дислокация заключается в новом характере атомных плоскостей, перпендикулярных к дислокации. Все атомы находятся на одной поверхно¬сти, эта поверхность является винтовой; она начинает¬ся у одного края кристалла и заканчивается у другого. Дислокации, как точечные дефекты, могут переме-щаться по кристаллической решетке.

Механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций.

Значительные расхождения теоретической и фактической прочности металлов объясняются наличием в реальных поликристаллах различных несовершенств и дефектов кристаллической решетки.

Причина увеличения напряжения состоит в том, что в процессе деформации сильно возрастает количество дислокаций. В результате дислокации начинают хаотически переплетаться друг с другом. Это явление называется наклепом (один из типичных методов получения прочного материала)

Дислокации

При кристаллизации формируется так называемая МС с размерами 10‘³ - 10^ мм (т.е. до 100 000 атомных расстояний) неправильной формы, но правильного внутреннего строения. Блоки мозаики - мелкие кристаллы; наименьший кристаллит, обнаруженный рентгеновским методом, имел размер 1,8 нм и состоял из 100 элементарных ячеек, включающих 400 атомов.

В 1 мм³ может находиться до 10¹² блоков. В кристалли­тах всегда существуют атомы, обладающие энергией превосходящей среднее значение соседних атомов, поэтому они покидают свои места равновесия, создавая в них пустоты (вакансии). Возникновение вакансий изменяет плотность металла. Точечные дефекты (вакансии, примеси, пустоты и дислоцированные атомы) существенно влияют на механические, химиче­ские, оптические и магнитные свойства металлов

Мозаичная структура (МС)

У металлов (в ненапряженном ионном состоянии) располагаются поликристаллические структуры размерами от 0,01 до 1,0 мм, связанные межзеренной прослойкой, имеющей искаженную кристаллическую решетку с дислоцированными атомами основного материа­ла и примесей. Строение прослойки характеризуется ослабленными силами сцепления и повышенной энергией атомов. Толщина межзеренных слоев составляет около 5-20 атомных слоев