7.3. Методы обработки заготовок

Каждая деталь может быть получена несколькими техническими равноценными методами. Однако для повышения качества изделий из всех методов отбираются только те, которые в наибольшей степени соответствует служебному назначению деталей. Это положение распространяется в основном на такие показатели качества, как точность размера и шероховатость, хотя в ряде случаев необходимо оценивать качество большим числом показателей (степенью наклепа, глубиной наклепа и др.).

Существующие методы обработки классифицированы по ряду параметров, хорошо изучены, известны их точностные возможности. Поэтому основная трудность технолога при выборе того или иного метода связана с обеспечением соответствия результатов обработки требованиям чертежа. При этом работа по обеспечению качества деталей технологическими методами должна быть основана на знании физической картины явлений, связанных с эксплуатацией изделий [37].

Определенным резервом повышения качества деталей является умелое комбинирование методов обработки, что при определенных сочетаниях может обеспечить синэргетические эффекты, т.е. такие эффекты, общее действие которых превышает сумму отдельно взятых эффектов. Важную роль синэргетические эффекты играют при обработке материалов, когда сочетается механическая, химическая, тепловая и электрическая энергия.

Все методы обработки условно разделяются на механические, физико-химические и комбинированные.

7.3.1. Механические методы обработки

Механические методы обработки появились очень давно, составляют, и будут составлять основу современной технологии машиностроения. В результате разнообразных процессов, сопровождающих резание, и влияния технологической системы целенаправленно формируются показатели качества детали [38].

Наибольшее распространение имеют лезвийные методы обработки заготовок. Они получили дальнейшее развитие в связи с применением современных режущих материалов, допускающих существенное повышение скоростей резания. Установлено, что новые сверхтвердые материалы – эльбор-Р (композит 01) – обеспечивают высокое качество деталей из высокотвердых материалов. Их износостойкость при точении в 5-20 раз выше, чем у твердосплавных и минералокерамических резцов.

Все методы лезвийной обработки используют в основном на начальных этапах технологических процессов. Так как показатели качества деталей, как правило, обеспечиваются на финишных операциях, то основное внимание на начальных этапах часто обращается на решение вопросов производительности. При этом назначаются предельные режимы обработки, этим создаются неравновесные системы в материале деталей, поверхностные слои получают большие напряжения. Основные положения технологической наследственности нарушаются, а качество деталей при видимом обеспечении геометрических форм и шероховатости снижается.

Заключительные этапы технологических процессов неизменно связываются с использованием механических методов обработки абразивным или алмазным зерном. Благоприятные результаты достигаются при алмазном шлифовании. При этом возможно резать зернами, расположенными как на периферии круга, так и на его торце. Основное преимущество метода состоит в обеспечении так называемого эксплуатационного профиля поверхностей (шероховатости), что исключает их приработку. Только за счет этого износостойкость поверхностей повышается в 1,4-1,6 раза.

Изменение физико-механических свойств поверхностных слоев происходит во всех случаях обработки, поскольку на эти слои оказывается силовое и тепловое воздействие. Явления, возникающие в сравнительно тонких поверхностных слоях, существенно изменяют природу слоя. Только микротвердость поверхности в отдельных случаях может увеличиться до 4 раз.

Для обеспечения качества по показателям выносливости, сопротивления усталости, износостойкости и др. применяется специальная упрочняющая технология, основанная на поверхностно-пластическом деформировании. Назначение различных методов упрочняющей технологии – обеспечение служебных свойств деталей. Но повышение показателей качества может быть обеспечено должным образом, если учтены особенности предшествующей обработки. К ним относят специфику формирования шероховатости поверхности, твердости поверхностного слоя, уровня уже имеющихся напряжений.