5.4. Влияние качества поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей

Установлено, что в результате приработки на трущихся поверхностях образуется оптимальная шероховатость, характерная для данных конкретных условий работы соединения. Поэтому если в процессе обработки деталей на поверхности обеспечить шероховатость, близкую к оптимальной, то время приработки на износ будет наименьшим. Оптимальная по износостойкости шероховатость поверхности зависит от вида соединений и конкретных условий эксплуа­тации.

На износ деталей оказывают влияние не только высота, но и направление неровностей исходной шероховатости трущихся поверхностей. Шероховатость поверхности оказывает существенное влияние на усталостную прочность деталей и коррозионную стойкость. С уменьшением шероховатости поверхности коррозионная стойкость деталей повышается.

Установлено, что наклеп поверхностного металла, созданный специальными технологическими приемами или полученный в результате механической обработки, приводит к увеличению контактной жесткости и контактной выносливости. Кроме того, наклепанный поверхностный слой деталей уменьшает интенсивность проявления всевозможных геометрических и структурных концентраторов напряжений в поверхностных слоях, повышая тем самым усталостную прочность деталей. Вместе с тем наклеп поверхностного слоя деталей после механической обработки понижает в большинстве случаев коррозионную стойкость деталей.

Наиболее заметно влияние остаточных напряжений в поверхностном слое на усталостную прочность деталей. При этом сжимающие напряжения повышают предел выносливости, а растягивающие –уменьшают его. Имеются данные о том, что сжимающие остаточные напряжения в поверхностных слоях детали повышают прочность и надежность соединений с натягом, поэтому необходимо стремиться, чтобы в поверхностном слое формировались сжимающие напряжения возможно большей величины.

При обработке деталей в результате действия высоких тем­ператур в поверхностном слое могут происходить структурные изменения, которые приводят к вторичной закалке и образованию поверхно­стного слоя повышенной твердости по сравнению с ос­новной струк­турой металла. При обработке закаленных металлов в поверхностном слое может происходить отпуск различной степени.

5.5. Особенности образования поверхности при чистовой лезвийной и абразивной обработке

Чистовая лезвийная обработка деталей машин проводится на таких операциях окончательной обработки, как чистовое точение, чистовое фрезерование, зенкерование и развертывание отверстий, протягивание наружных и внутренних поверхностей. Основная задача чистовой обработки – обеспечить заданное качество поверхностного слоя и заданную точность поверхности. В качестве режущих инструментов применяются лезвийные инструменты с доведенными режущими гранями и кромками. Припуски на обработку обычно составляют 0,2…0,5 мм. Требуется обеспечить шероховатость обработанной поверхности по Ra не более 2 мкм, а точность в пределах 0,02…0,1 мм.

Для этого применяют специальные прецизионные станки, приспособления и инструменты. Обработку ведут на повышенных скоростях резания, минимальных подачах с оптимальной геометрией инструмента.

Чистовая абразивная обработка проводится с помощью различных видов абразивного инструмента методами шлифования, полирования, доводки, притирки, обдувки и т.п. Припуски на обработку составляют 0,05…0,2 мм. При этом шероховатость поверхности может достигать величины по Ra в пределах 0,05…1,25 мкм

Особенности процессов отделения срезаемого слоя металла при чистовой лезвийной обработке рассмотрены нами в предыдущих главах, поэтому далее рассмотрим процессы абразивной обработки.