Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин
.pdf60 Глава 1.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
ПУ им |
UB. |
ОУ |
UB, |
СУ |
а) |
|
|
|
оу[-цКН^1У |
|
|
|
|
UB: шр^^ш,UBbcc5?Uo им
е)
им
б)
Рис. 1.2.7. Схемы управления процессом достижения заданной точности обработю!: а - по программе; б - с обратной связью; в - комбинированным методом
недостатком - необходимость в очень точном математическом описании механизма влияния входных данных на погрешность обработки с тем, чтобы правильно рассчитать поправку.
Управление по каждому из способов осуществляется по той или иной схеме, при веденной на рис. 1.2.7.
Для достижения заданной точности об работки необходимо осуществить соответст вующую настройку технологической системы. Различают статическую и динамическую на стройки технологической системы.
Задача статической настройки техноло гической системы - достижение заданного относительно положения и траектории дви жения рабочих поверхностей технологической системы без рабочих нагрузок.
Задача динамической настройки техно логической системы - достижение заданного относительного положения и траектории движения рабочих поверхностей технологиче ской системы при рабочих нагрузках.
Задачами настройки являются, вопервых, достижение заданной точности изго товляемых деталей, во-вторых, получение возможно большего числа деталей без поднастройки.
Для решения этих задач необходимо, чтобы "мгновенное" поле рассеяния погреш ности обработки не превышало допуск на обработку и занимало определенное положе ние в пределах поля допуска. Размер, к дос тижению которого надо стремиться при на стройке технологической системы, получил название рабочего настроечного размера
где Лс - размер статической настройки; У4Д - размер динамической настройки.
Настройку станка на заданный размер осуществляют тремя методами: 1) по результа там обработки пробных заготовок; 2) по эта
лону; 3) по методу взаимозаменяемых настро ек. Первый метод заключается в том, что по сле обработки пробной заготовки измеряют получаемый размер и по результатам измере ния корректируют положение режущего инст румента до тех пор, пока получаемый размер не будет находиться в пределах поля допуска на настройку. Этот метод обеспечивает высо кую точность обработки (7-10-й квалитет), но трудоемок и применяется при обработке не больших заготовок на универсальных станках Второй метод основан на достижении настро ечного размера путем контакта режущей части инструмента с эталоном, размеры которого заранее рассчитаны с учетом выполненш конкретной операции в нерабочем состоянии станка. Этот метод является менее точным, чем первый, но обеспечивает значительное сокращение времени настройки и эффективен для многоинструментных станков при черно вой и получистовой обработке заготовок. Тре тий метод состоит в том, что для закрепления режущего инструмента создаются державки и многорезцовые блоки, которые позволяют регулировать положение режущего инстру мента и настраивать его на заданный размер вне станка. Этот метод позволяет любой но вый инструмент или блок новых инструмен тов устанавливать вместо изношенных без последующей проверки и корректировки ш положения. Взаимозаменяемая настройка обеспечивает точность размеров заготовок до 7 квалитета при значительном сокращении времени настройки станков и применяется на многоинструментных станках-автоматах, по луавтоматах и станках автоматических линий
Поддержание первоначальной точности настройки технологической системы
(поднастройка) осуществляется путем управ ления процессом обработки.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ |
61 |
1.2.7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ И ВОЛНИСТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Шероховатость и волнистость являются характеристиками качества поверхности, ока зывающими большое влияние на многие экс плуатационные свойства деталей машин.
Шероховатость и волнистость профиля поверхности имеют сложные спектральные составы, причем шаги и отвечающие им вы соты неровностей варьируют по длине про филя, и конечно, в еще большей мере на раз ных профилях поверхности детали.
Требования к параметрам шероховатости устанавливают на основании их связи с функциональными показателями изделия, определяющими его надежность (табл. 1.2.4). Причем значения этих параметров конст руктор может рассчитать по теоретическим или эмпирическим уравнениям связи показа телей эксплуатационных свойств деталей ма шин и их соединений с параметрами шерохо ватости. Кроме того, оптимальные параметры шероховатости, как и другие параметры каче ства поверхности деталей, можно определить измерением, например, на приработанных поверхностях деталей в узлах трения.
Технологическое обеспечение шерохова тости поверхности базируется в основном на экспериментальном изучении зависимостей между методом окончательной обработки и параметрам шероховатости (табл. 1.2.5).
Достигаемая при определенном методе обработки шероховатость прежде всего харак теризуется параметрами Ra, Rz или Rmax. Однако, поверхности с одинаковой высотой неровностей, но полученные различными технологическими методами, могут отличаться величинами их опорных (несущих) площадей, характеризуемых величинами опорной длины профиля Цр или относительной опорной дли ны профиля tp.
В общем случае шероховатость поверх ности различна в различных направлениях, и поэтому для оценки несущих площадей важна топография поверхностей. В первом прибли жении следует рассматривать шероховатость как в поперечном, так и в продольном на правлениях. Поперечная шероховатость, т.е. перпендикулярно к движению резания (по направлению поперечной подачи при строга нии, точении, шлифовании и т.п.) во многих случаях оказывается соизмеримой с высотой шероховатости в продольном (вдоль обрабо точных рисок) направлении.
С уменьшением высоты поперечных микронеровностей соотношение между высо тами продольной и поперечной шероховато стей уменьшается и они становятся примерно одинаковыми. Наибольшее различие между
ними наблюдается при черновой обработке, когда продольная высота составляет малую долю от поперечной. Указанное соотношение зависит не только от вида обработки, но и от материала. В одних случаях продольные не ровности имеют большее значение при обра ботке стальных деталей (например, при плос ком и круглом шлифовании периферией круга), в других случаях - меньше значения при обработке чугунных деталей (строгание, цилиндрическое фрезерование, доводка ци линдрических поверхностей).
Назначение параметра шероховатости - одного из важнейших параметров поверхно сти - часто базируется лишь на зависимостях между методами окончательной обработки и высотой микронеровностей. Однако, как по казали экспериментальные исследования и теоретические решения контактных задач с учетом состояния реальных поверхностей, этих данных явно недостаточно. Значитель ную роль здесь играют величина и закон вы сотного изменения опорной (несущей) пло щади каждой из сопрягаемых поверхностей. Шероховатые поверхности с одинаковой вы сотой неровностей, но с различными опор ными площадями, будут иметь различную несущую способность.
Уменьшение высоты неровностей, полу чаемое одним и тем же определенным техно логическим методом (шлифованием, полиро ванием, хонингованием и т.д.), приводит к возрастанию опорной площади (рис. 1.2.8).
Достижение меньшей высоты шероховатости при изменении метода обработки (рис. 1.2.8, а) совершенно не означает обязательного получе-
12 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
/~: |
20 |
40 |
60 |
60 |
ip, % |
|
,д |
|
|
|
|
|
|
If |
|
|
|
|
|
- |
J L |
|
|
О |
/ —1 |
40 |
60 |
60 |
tp,% |
20 |
Рис. 1.2.8. Кривые относительных опорных длин профилей tp при шлифовании: 7 - предварительном;
2 - получистовом; 3 - чистовом; 4 - тонком
62 Глава 1.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
1.2.4. Рекомендуемые значения параметров шероховатости поверхности деталей машин
Поверхности деталей |
Ra, мкм |
/ 2 0 ,% |
/, мм |
Опорные шейки валов: |
|
|
|
под подшипники скольжения |
0,32 |
30 |
0,8 |
под вкладыши из бронзы |
0,40 |
15 |
0,8 |
под бабитовые вкладыши |
0,25 |
20 |
0,25 |
под вкладыши из чугуна |
0,32 |
40 |
0,8 |
под вкладыши из графитопласта АМС-1 |
0,32 |
40 |
0,8 |
под подшипники качения |
0,80 |
- |
0,8 |
Рабочие поверхности шариковых и роликовых |
|
|
|
подшипников |
0,08 |
15 |
0,25 |
Поверхности, обеспечивающие явление |
|
|
|
избирательного переноса |
0,25 |
15 |
0,25 |
Поверхности посадочных шеек валов |
|
|
|
под зубчатые колеса |
1,60 |
- |
0,8 |
Поверхности валов, работающие на предел |
|
|
|
выносливости *^ |
- |
60 |
0,8 |
Напыленные поверхности трения |
0,08 |
10 |
0,25 |
скольжения |
|
|
|
Поверхности: |
|
|
|
под напыление *2 |
0,20-0,80 |
- |
8,0 |
под электрохимические покрытия |
|
||
Поверхности посадочных отверстий |
0,50-2,0 |
- |
0,8 |
зубчатых колес |
|
|
|
Боковые поверхности: |
|
|
|
зубьев колес |
0,63-1,25 |
- |
0,8 |
нитки червяка |
0,32 |
- |
0,25 |
Поверхности основных отверстий корпусов: |
|
|
|
из чугуна |
1,00-2,0 |
- |
0,8 |
из стали |
0,63-1,60 |
- |
0,8 |
Сопрягаемые поверхности корпусов и крышек *^ |
- |
- |
2,5 |
Поверхности направляющих трения-скольжения |
|
|
|
станков: |
0,63 |
|
0,8 |
универсальных |
|
||
прецизионных |
0,10 |
15 |
0,25 |
тяжелых |
1,60 |
|
0,08 |
Поверхности направляющих качения |
0,16 |
- |
0,25 |
Рабочая поверхность: |
|
|
|
цилиндров |
0,40 |
40 |
0,8 |
поршневых колец |
0,25 |
- |
0,25 |
коленчатых валов: |
0,32 |
30 |
0,8 |
коренные шейки |
|||
шатунные шейки |
0,25 |
20 |
0,25 |
поверхность юбки |
0,80 |
- |
0,8 |
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ |
63 |
||||
|
|
|
|
Продолдюение табл. 1.2.4 |
|
Поверхности деталей |
|
Ra, мкм |
/20, % |
/, мм |
|
Поверхность отверстия в поршне под палец |
0,50 |
— |
0,8 |
||
Наружная поверхность поршневого пальца |
|
0,25 |
15 |
0,25 |
|
Шейки и кулачки распределительных валов |
0,32 |
30 |
0,8 |
||
Поверхность плунжерных пар |
|
0,08 |
15 |
0,25 |
|
Поверхности отверстий рычагов вилок, |
|
0,63 |
|
0,8 |
|
сопрягаемых с валами или осями |
|
|
|
|
|
Корродирующие поверхности *^ |
|
0,063 |
10 |
0,25 |
|
Поверхности под склеивание *^ |
|
|
|
|
|
*' - Rmax = 1 мкм; *^ - KL= \25 мкм; S^ = 0,5 мм; |
|
|
|||
*з - Rz = 10 мкм; *^ - 5';„ = 0,032 мкм; *5 - Rz = |
15 мкм |
|
|
||
1.2.5. Параметры шероховатости поверхности при различных методах обработки |
|||||
Метод |
|
Параметры шероховатости |
|
||
обработки |
Ra, |
Rz, |
|
|
^20» |
|
мкм |
мкм |
ММ |
ММ |
% |
|
На]1ужные поверхлости |
|
|
||
Обтачивание: |
|
63-160 |
0,32-1,25 |
0,32-1,25 |
10-15 |
черновое |
- |
||||
получистовое |
10,0-80 |
0,16-0,40 |
0,16-0,4 |
10-15 |
|
чистовое |
0,80-2,5 |
— |
0,08-0,16 |
0,05-0,16 |
10-15 |
тонкое |
0,10-0,80 |
— |
0,02-0,10 |
0,01-0,10 |
10-15 |
Шлифование: |
|
_ |
|
|
|
предварительное |
1,00-2,5 |
0,063-0,20 0,032-0,160 |
10 |
||
чистовое |
0,20-1,25 |
— |
0,025-0,100 |
0,01-0,08 |
10 |
тонкое |
0,05-0,25 |
— |
0,008-0,025 0,003-0,016 |
40 |
|
плосковершинное |
0,32-2,5 |
— |
0,063-1,25 |
0,08-0,16 |
20-60 |
Суперфиниширование: |
|
|
|
|
|
обычное |
0,032-0,28 |
|
0,006-0,020 0,003-0,016 |
10 |
|
плосковершинное |
0,25-2,0 |
— |
0,05-1,25 |
0,006-0,16 |
20-60 |
|
Наружные поверхности вращения |
|
|
||
Полирование: |
|
|
|
|
|
обычное |
0,008-0,08 |
|
0,008-0,025 0,002-0,008 |
10 |
|
плосковершинное |
0,1-0,8 |
— |
0,032-0,2 |
0,016-0,20 |
20-70 |
64 |
Глава 1.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИН |
|
||||
|
|
|
|
|
Продолоюение табл. 1.2.5 |
|
|
Метод |
|
Параметры шероховатости |
|
||
|
обработки |
Ra, |
Rz, |
|
|
% |
|
|
мкм |
мкм |
ММ |
ММ |
|
Притирка: |
0,01-0,11 |
|
0,006-0,04 0,002-0,032 |
|
||
|
обьиная |
|
10-15 |
|||
|
плосковершинная |
0,10-0,83 |
— |
0,032-0,2 |
0,032-0,20 |
20-70 |
|
обкатывание и выгла |
0,03-2,0 |
— |
0,025-1,25 |
0,025-1,25 |
10-70 |
|
живание |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
виброобкатывание |
0,063-1,6 |
— |
0,01-10,50 |
0,008-0,16 |
10-70 |
|
электромеханическая |
0,02-1,6 |
— |
0,025-1,25 |
0,025-1,25 |
10-70 |
|
обработка |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
магнитоабразивная |
0,02-1,6 |
— |
0,008-1,25 |
0,03-0,16 |
10-30 |
|
|
Внутренние поверхности вращения |
|
|
||
Сверление и рассверление |
— |
16,0-63 |
0,16-0,80 |
0,08-0,63 |
10-15 |
|
Зенкерование: |
|
|
|
|
|
|
|
черновое |
— |
12,5-40 |
0,16-0,80 |
0,063-0,40 |
10-15 |
|
чистовое |
1,25-3,2 |
- |
0,08-0,25 |
0,050-0,160 |
10-15 |
Развертывание: |
|
|
|
|
|
|
|
черновое |
1,25-2,5 |
— |
0,08-0,20 |
0,040-0,160 |
10-15 |
|
чистовое |
0,63-1,25 |
— |
0,032-0,100 |
0,0125-0,063 |
10-15 |
|
тонкое |
0,32-0,63 |
|
0,0125-0,040 |
0,008-0,020 |
10-15 |
Протягивание: |
|
|
|
|
|
|
|
черновое |
1,25-3,2 |
— |
0,08-0,25 |
0,040-0,20 |
10-15 |
|
чистовое |
0,32-1,25 |
— |
0,02-0,10 |
0,008-0,08 |
10-15 |
Растачивание: |
|
|
|
|
|
|
|
черновое |
|
40-80 |
0,25-1,00 |
0,25-1,00 |
10-15 |
|
получистовое |
|
8,0-40 |
0,125-0,32 |
0,125-0,32 |
10-15 |
|
чистовое |
0,80-2,0 |
- |
0,08-0,16 |
0,05-0,16 |
10-15 |
|
тонкое |
0,20-0,80 |
- |
0,02-0,10 |
0,01-0,10 |
10-15 |
Шлифование: |
|
|
|
|
|
|
|
предварительное |
1,6-3,2 |
— |
0,063-0,25 |
0,032-0,160 |
10 |
|
чистовое |
0,32-1,6 |
— |
0,025-0,10 |
0,010-0,8 |
10 |
|
тонкое |
0,08-0,32 |
— |
0,008-0,025 |
0,003-0,016 |
10 |
|
плосковершинное |
0,32-2,5 |
- |
0,063-1,00 |
0,008-0,16 |
20-60 |
Хонингование: |
|
|
|
|
|
|
|
предварительное |
1,25-3,2 |
— |
0,063-0,25 |
0,025-0,160 |
10 |
|
чистовое |
0,25-1,25 |
— |
0,020-0,100 |
0,008-0,080 |
10 |
|
тонкое |
0,04-0,25 |
— |
0,006-0,20 |
0,003-0,160 |
10 |
|
плосковершинное |
0,25-2,0 |
- |
0,040-1,0 |
0,008-0,20 |
20-60 |
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ |
65 |
|||||
|
|
|
|
Продол:нсение табл. 1.2.5 |
||
Метод |
|
Параметры шероховатости |
|
|||
обработки |
Ra, |
Rz, |
|
мм |
% |
|
|
мкм |
мкм |
ММ |
|||
Притирка: |
0,020-0,160 |
|
0,005-0,040 0,002-0,020 |
|
||
обычная |
|
10-15 |
||||
плосковершинная |
0,10-0,80 |
— |
0,032-0,20 |
0,003-0,20 |
20-70 |
|
раскатывание и |
0,050-2,0 |
— |
0,025-1,00 |
0,025-1,00 |
10-70 |
|
выглаживание |
||||||
|
|
|
|
|
||
виброраскатывание |
0,063-1,60 |
— |
0,010-12,5 0,008-0,160 |
10-70 |
||
калибрование |
0,10-1,60 |
— |
0,025-1,00 |
0,025-1,00 |
10-70 |
|
|
Плоские поверхности |
|
|
|||
Торцовое фрезерование: |
|
|
|
|
|
|
черновое |
— |
20,0-80 |
0,160-0,40 |
0,160-0,40 |
10-15 |
|
чистовое |
1,00-4,00 |
— |
0,080-0,20 |
0,063-0,20 |
10-15 |
|
тонкое |
0,32-1,25 |
__ |
0,025-0,100 |
0,016-0,080 |
10-15 |
|
Цилиндрическое фрезеро |
|
|
|
|
|
|
вание: |
|
|
|
|
|
|
черновое |
— |
16,0-50 |
1,25-5,0 |
1,25-5,0 |
10 |
|
чистовое |
0,80-3,2 |
— |
0,50-2,0 |
0,50-2,0 |
10 |
|
тонкое |
0,20-1,00 |
— |
0,160-0,63 |
0,10-0,63 |
10-15 |
|
Строгание: |
|
|
|
|
|
|
черновое |
— |
32-200 |
0,20-1,60 |
0,20-1,60 |
10-15 |
|
чистовое |
1,00-6,3 |
— |
0,080-0,25 |
0,063-0,25 |
10-15 |
|
тонкое |
0,32-1,60 |
— |
0,025-0,125 |
0,0125-0,100 |
10-15 |
|
Торцовое точение: |
|
|
|
|
|
|
черновое |
— |
32-160 |
0,20-1,25 |
0,20-1,25 |
10-15 |
|
чистовое |
8,0-32 |
0,080-0,25 |
0,063-0,25 |
— |
10-15 |
|
тонкое |
0,32-1,60 |
— |
0,025-0,125 |
0,0125-0,100 |
10-15 |
|
Протягивание: |
|
|
|
|
|
|
черновое |
1,00-3,2 |
— |
0,160-2,0 |
0,160-2,0 |
10-15 |
|
чистовое |
0,32-1,25 |
— |
0,050-0,50 |
0,032-0,50 |
10-15 |
|
Шлифование: |
|
|
|
|
|
|
предварительное |
1,60-4,0 |
— |
0,100-0,32 |
0,063-0,25 |
10 |
|
чистовое |
0,32-1,60 |
_ |
0,025-0,125 0,0125-0,08 |
10 |
||
тонкое |
0,080-0,32 |
— |
0,010-0,032 0,005-0,025 |
10 |
||
плосковершинное |
0,32-2,5 |
— |
0,025-5,0 |
0,008-0,20 |
20-60 |
|
Шабрение от себя: |
|
|
|
|
|
|
Z=20 ... 10 |
— |
10,0-40 |
0,2-1,00 |
0,125-1,00 |
10-15 |
|
г = 30 ... 20 |
0,63-2,5 |
— |
0,063-0,25 |
0,032-0,20 |
10-15 |
|
66 Глава 1.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Продолжение табл. 1.2.5
Метод |
|
Параметры шероховатости |
|
||
обработки |
Ra, |
Rz, |
мм |
мм |
ho, |
|
мкм |
мкм |
% |
||
Шабрение на себя: |
|
|
|
|
|
.4 = 40 ... 60 % |
0,032-1,00 |
— |
0,040-0,125 |
0,020-0,100 |
10-15 |
Л = 60 ... 80 % |
0,100-0,40 |
|
0,0160-0,050 0,008-0,032 |
10-15 |
|
Накатывание роликами и |
0,100-2,0 |
— |
0,025-5,0 |
0,020-5,0 |
10-70 |
шариковыми головками |
|
|
|
|
|
Вибронакатывание |
0,160-2,5 |
— |
0,025-12,5 |
0,020-5,0 |
10-70 |
Виброполирование: |
|
|
|
|
|
обычное |
0,032-0,030 |
— |
0,010-0,025 |
0,004-0,025 |
10 |
плосковершинное |
0,100-1,25 |
|
0,025-1,60 |
0,008-0,040 |
20-70 |
Притирка: |
|
|
|
|
|
обычная |
0,020-0,100 |
— |
0,008-0,040 |
0,004-0,032 |
10-15 |
плосковершинная |
0,020-0,40 |
|
0,020-0,25 |
0,008-0,25 |
20-70 |
|
Боковые поверхности шлицев |
|
|
||
Шлицефрезерование: |
|
|
|
|
|
предварительное |
— |
20,0-80 |
1,00-5,0 |
1,00-5,0 |
10-15 |
чистовое |
1,25-4,0 |
— |
0,100-2,0 |
0,050-2,0 |
10-15 |
шлицестрогание |
1,00-2,5 |
— |
0,080-2,5 |
0,050-2,5 |
10-15 |
шлицепротягивание |
0,80-1,60 |
— |
0,80-2,00 |
0,050-2,00 |
10-15 |
Шлифование: |
|
|
|
|
|
предварительное |
1,60-3,2 |
— |
0,10-0,32 |
0,063-0,25 |
10 |
окончательное |
0,40-1,25 |
— |
0,032-0,100 |
0,0160-0,063 |
10 |
накатывание шлицев |
0,80-1,00 |
— |
0,080-5,0 |
0,063-5,0 |
10-15 |
обкатывание шлицев |
0,32-1,00 |
— |
0,063-2,00 |
0,032-1,25 |
10-70 |
|
Боковые поверхности зубьев |
|
|
||
Зубонарезание фрезами: |
|
|
|
|
|
модульными |
— |
40-80 |
1,25-5,0 |
1,00-5,0 |
10-15 |
червячными |
— |
16,0-40 |
0,32-1,60 |
0,20-1,60 |
10-15 |
долбяками |
— |
8,0-20,0 |
0,20-1,25 |
0,125-1,25 |
10-15 |
протягивание |
0,80-1,60 |
— |
0,080-2,0 |
0,050-2,0 |
10-15 |
накатывание |
0,80-2,0 |
— |
0,080-5,0 |
0,063-5,0 |
10-15 |
шенингование |
0,63-1,25 |
— |
0,125-0,50 |
0,080-0,50 |
10-15 |
шлифование |
0,50-1,25 |
— |
0,040-0,100 |
0,025-0,063 |
10 |
обкатывание |
0,32-1,00 |
— |
0,063-2,00 |
0,032-1,75 |
10-70 |
притирка |
0,10-0,50 |
— |
0,032-0,50 |
0,020-0,160 |
10-70 |
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ |
67 |
Продоло*сение табл. 1.2.5
Метод |
|
|
Параметры шероховатости |
|
||
обработки |
|
Ra, |
Rz, |
|
|
% |
|
|
мкм |
мкм |
ММ |
мм |
|
|
|
Боковые поверхности профиля резьбы |
|
|
||
Нарезание: |
|
|
|
|
|
|
резцами и гребенками |
— |
8,0-20,0 |
0,080-0,25 |
0,032-0,160 |
20-15 |
|
метчиками, плашками |
— |
6,3-16,0 |
0,063-0,20 |
0,025-0,125 |
10-15 |
|
и самораскрывающи |
|
|
|
|
|
|
мися нарезными |
го |
|
|
|
|
|
ловками |
|
|
|
|
|
|
Фрезерование: |
|
|
|
|
|
|
предварительное |
|
— |
8,0-20,0 |
0,125-0,32 |
0,063-0,20 |
10 |
окончательное |
|
0,50-2,0 |
— |
0,032-0,125 |
0,016-0,80 |
10 |
Накатывание и раскаты |
0,50-1,25 |
— |
0,040-0,100 |
0,032-0,080 |
10-20 |
|
вание резьбы |
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е . |
Учитывая довольно тесную корреляционную связь между собой высот |
|||||
ных параметров шероховатости Ra, Rz и Rmax, в таблице приводится только один из них, че рез который, если это необходимо, используя простые эмпирические зависимости, определя ются два других параметра, не приведенные в таблице:
для плосковершинной и отделочно-упрочняющей обработки
Rmax = 5,0Ra; |
Rz = 4,0Ra; |
|
для точения, строгания и фрезерования: |
|
|
Rmax = 6,0Ra; |
Rz = |
5,0Ra; |
Для остальных методов обработки: |
|
|
Rmax = 7,0Ra; |
Rz = |
5,5Ra; |
где z - число пятен контакта на площади 25x25 мм; А - относительная площадь контакта.
ния большей опорной площади, чем для по верхности с большей высотой шероховатости, но обработанной иным методом. Абсолютные значения опорной площади поверхностей при различных методах обработки могут значи тельно различаться. При равной высоте не ровностей опорная площадь может различать ся в 2-3 раза в зависимости от метода обра ботки (рис. 1.2.8, б).
Опорная площадь может оказаться оди наковой для нескольких поверхностей, обра ботанных по различным технологическим методам (рис. 1.2.9). Отличие таких поверхно стей устанавливают по геометрическим харак теристикам отдельных неровностей профиля (микронеровностей) - углам профиля, радиу сам кривизны профиля выступа (закругления
вершин), шагу неровностей профиля (по вершинам и по средней линии), их соотно шениям и т.д.
При одном методе обработки уменьше ние высоты неровностей не сопровождается изменением эначений tp.
Для оценки опорной площади поверхно стей с нерегулярной шероховатостью, которой свойственны как случайные очертания неров ностей, так и их расположение по высоте (поверхности после шлифования, хонингования, упрочнения дробью, электроискровой обработки и др.) можно воспользоваться тео рией случайных функций. Профилограммы нерегулярной шероховатости приближенно могут быть описаны нормальным стационар ным процессом.
68 |
Глава 1.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ МАШИН |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ус закругления в поперечном направлении AVI, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
а углы профиля, наоборот: рп Для попереч |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ного направления больше, чем Рпр Для про |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
дольного. Со снижением высоты неровностей |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
наблюдается общая |
тенденция и уменьшение |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
углов профиля при увеличении радиусов за |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
кругления выступов. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Меньшей высоте неровностей поверхно |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
стей, полученной при одном методе, не всегда |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
соответствуют |
большие радиусы |
закругления |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
выступов и меньшие углы, чем для поверхно |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
стей с большей высотой неровностей при |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ином методе обработки. |
выступов, |
углы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Радиусы |
закругления |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
профиля, высота неровностей и размеры ос |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
нования отдельных неровностей, их шаги |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
связаны между собой. С уменьшением высоты |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
неровностей при каждом методе обработки |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
возрастает соотношение между шагом неров |
|||||||||
|
Рис. 1.2.9. Профилограммы поверхностей |
ностей профиля S и высотой Rmax. |
|
|
||||||||||||
|
Для большинства методов механической |
|||||||||||||||
|
с одинаковой опорной поверхностью |
обработки при средней высоте неровностей |
||||||||||||||
|
При этих условиях |
|
|
|
поверхностей |
шаг поперечной шероховатости |
||||||||||
|
|
|
|
Sn не превышает 40Rmax (шлифование, точе |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
/ п = 1 - Ф |к |
Ra . |
ние, строгание, фрезерование, |
растачивание |
|||||||||||
|
|
стальных и чугунных деталей). |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Для неровностей с меньшей высотой |
|||||||||
|
Ф{х) = — |
I expl - — t\dt |
- функция Лап- |
значения их шага могут достигать почти |
||||||||||||
где |
ЗООКтах. Шаг продольной шероховатости о^р |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
обычно превышает шаг поперечной. Отноше |
|||||||||
|
Задаваясь |
различными |
уровнями |
ние этих величин |
в большинстве |
случаев не |
||||||||||
|
превышает 15, хотя в отдельных случаях дохо |
|||||||||||||||
р[0 < р < 0,5Л max), определяют значения tp. |
||||||||||||||||
дит до 40. Абсолютные значения шага про |
||||||||||||||||
|
Наибольший |
практический |
интерес |
дольных неровностей достигают 800Rmax. |
||||||||||||
представляет начальная |
часть |
относительной |
Следовательно, чем больше радиусы за |
|||||||||||||
опорной кривой профиля |
|
|
кругления выступов, тем меньше углы профи |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ля и больше размеры оснований отдельных |
|||||||||
|
|
tp = |
b^\ |
|
|
неровностей и их шаг (при определенной |
||||||||||
где |
Е = /j/Rmax; ^ и v - параметры аппрокси |
высоте шероховатостей). |
|
|
|
|
||||||||||
Таким образом, за критерий оценки |
||||||||||||||||
мации начальной части опорной кривой про |
геометрии шероховатостей, |
полученных при |
||||||||||||||
филя (при О < /р < 0,5). |
|
|
|
различных методах обработки, можно принять |
||||||||||||
|
Каждому технологическому методу обра |
отношение радиуса закругления выступов к |
||||||||||||||
ботки соответствуют свои значения b и v |
высоте неровностей. |
|
получения |
более |
||||||||||||
(табл. 1.2.6), приведенные значения парамет |
При |
необходимости |
||||||||||||||
ров |
Ь w V позволяют |
выполнить |
ориентиро |
точных значений величин, |
характеризующих |
|||||||||||
вочные расчеты по определению опорной |
опорную площадь и другие геометрические |
|||||||||||||||
(несущей) площади |
шероховатых |
поверхно |
параметры |
качества |
поверхности |
деталей, |
||||||||||
стей. |
|
|
|
|
|
обязательно |
следует |
учитывать |
конкретные |
|||||||
|
В большинстве случаев форма неровно |
условия выполнения |
соответствующей |
техно |
||||||||||||
стей в вертикальных сечениях представляет |
логической |
операции |
(материал |
обрабатывае |
||||||||||||
параболу п-то порядка, а в горизонтальном |
мой детали, шероховатость при определенных |
|||||||||||||||
сечении - фигуры, близкие к эллипсам. Каж |
режимах обработки, материал инструмента и |
|||||||||||||||
дому методу обработки соответствует опреде |
т.д.). Это связано с возможными |
колебаниями |
||||||||||||||
ленный диапазон изменения углов профиля и |
параметров качества в зависимости от указан |
|||||||||||||||
радиусов в зависимости от высоты шерохова |
ных условий. При этом во многих случаях |
|||||||||||||||
тости получаемых поверхностей. |
|
целесообразно |
учитывать |
технологическую |
||||||||||||
|
В преобладающем |
большинстве случаев |
наследственность. |
|
Наиболее |
приемлемой |
||||||||||
радиус закругления вершин неровностей в |
формой представления всех указанных зави |
|||||||||||||||
продольном направлении Гпр превышает ради |
симостей "параметры качества поверхности - |
|||||||||||||||
1.2.6. Геометрические параметры шероховатости поверхности деталей (при обработке резанием)
Метод |
Ra, |
V |
b |
мкм |
|
г, |
Рп |
Рпр |
Rmax |
Rmax |
г |
обработки |
мкм |
|
|
МКМ |
МКМ |
|
|
Rmax |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Стальные детали
Строгание |
10 |
1,95 |
2,2 |
17 |
150 |
50 |
|
5 |
1,9 |
2,5 |
30 |
250 |
90 |
|
2,5 |
1,6 |
2,7 |
90 |
600 |
230 |
|
1,25 |
1,5 |
2,66 |
160 |
950 |
400 |
Цилиндрическое |
10 |
1,8 |
1,3 |
10 |
45 |
20 |
фрезерование |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1,6 |
1,7 |
15 |
60 |
30 |
|
2,5 |
1,5 |
1,8 |
25 |
80 |
45 |
|
1,25 |
1,45 |
2 |
50 |
120 |
80 |
Торцовое |
5 |
1,65 |
1,8 |
45 |
4000 |
425 |
фрезерование |
|
|
|
|
|
|
|
2,5 |
1,6 |
2,3 |
90 |
9000 |
900 |
|
1,25 |
1,6 |
2,5 |
120 |
15000 |
1350 |
Шабрение |
0,63 |
2,2 |
4 |
10 |
25 |
16 |
20^^ |
2°30' |
5,7 |
32 |
1,3 |
15° |
2° |
8 |
50 |
4,5 |
10° |
1°30' |
16 |
90 |
24 |
6° |
1° |
23 |
120 |
60 |
25° |
8° |
4,5 |
14 |
0,5 |
20° |
7° |
6 |
16 |
1,5 |
15° |
6° |
9,5 |
20 |
4,5 |
9° |
4° |
1,5 |
35 |
12 |
20° |
50' |
7 |
137 |
20 |
11° |
30' |
16 |
230 |
90 |
5° |
15' |
25 |
445 |
200 |
9° |
6° |
- |
- |
6 |