Файл: Учебник по Технологии.pdf

2)факторы, обусловленные упругими деформациями деталей системы СПИД;

3)факторы, обусловленные отклонениями в регулировании и управлении технологической системой.

Основные технологические факторы при обработке на металлорежущих станках:

1)отклонение геометрической формы рабочих поверхностей шпинделя станка (некруглость, отклонение профиля в продольном сечении), направляющих станины (неплоскостность, непараллельность);

2)отклонение во взаимном расположении рабочих поверхностей шпинделя и станины (непараллельность, неперпендикулярность);

3)деформация изгиба основных деталей станка под воздействием внешних сил во время работы;

4)отклонение геометрических параметров формы и расположения рабочих поверхностей режущего инструмента;

7) неточность установки детали в позицию обработки;

6)изменение размеров инструмента под воздействием тепла, выделяемого в зоне резания;

7)неточность установки детали в позицию обработки;

8)упругая деформация заготовки под воздействием сил связи, сил резания, сил, вызываемых неравномерностью внутренних напряжений, и др.;

9)погрешность настройки режущего инструмента на исполняемый размер;

10)неточность измерительных инструментов;

11)ошибки при измерении операционного размера;

12)изменение в процессе обработки геометрических параметров инструмента вследствие износа и др.

Здесь приведен неполный перечень первичных технологических факторов, свойственных процессам обработки резанием. Многие из этих факторов присущи и другим способам обработки, таким как холодная штамповка, обработка ультразвуком, электроискровая обработка и др. Таким образом, для достижения высоких классов точности (квалитетов) и шероховатости поверхностей необходимо свести к минимуму влияние технологических факторов. Эта задача

416

решается созданием металлообрабатывающих станков и технологической оснастки высокой точности, применением автоматических измерительных устройств, управляющих положением режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности (средства активного контроля), применением расчетов технологических операций на точность.

При проектировании технологических процессов, а также при освоении производства новых деталей необходимо знать ожидаемую погрешность обработки. Для расчета ожидаемой погрешности обработки применяются два метода: аналитический и математической статистики. Оба метода предполагают следующие виды производственных погрешностей: систематические постоянные, систематические переменные, случайные.

Систематические постоянные производственные погрешности заметно не изменяются во времени, например, вызванные некруглостью (эллипсностью или огранкой) рабочих шеек шпинделя станка; неточностью координат отверстий, направляющих втулок кондуктора и т.п.

Систематические переменные, производственные погрешности изменяются по величине и направлению в процессе каждого цикла обработки, например, вызванные износом режущего инструмента. В некоторых случаях числовые значения систематических погрешностей могут быть заранее рассчитаны аналитически или обнаружены соответствующими измерениями. А это почти всегда означает, что их можно устранить полностью или частично.

Случайные производственные погрешности возникают в результате не всегда известных факторов, их числовое значение и время появления определить не всегда возможно. К числу таких погрешностей можно отнести погрешность установки детали на станке, рассеяние диаметров отверстий, обработанных одной разверткой, рассеяние размеров детали, прессуемой в одной пресс-форме, и др. Определение влияния действия случайных производственных факторов на погрешность (точность) обработки достигается методом математической статистики.

5.5. Влияние шероховатости поверхностей на точность изделия

417

К числу показателей качества деталей относят параметры, характеризующие состояние микрогеометрии поверхности: среднее арифметическое отклонение профиля Ra; высоту неровностей профиля по десяти точкам Rz; наибольшую высоту профиля Rmax; средний шаг неровностей по средней линии Sm; средний шаг неровностей по вершинам профиля 5; относительную опорную длину профиля tp. Определение параметров и их числовые значения для различных классов шероховатости поверхности даны в ГОСТ 2789–73, здесь же нормированы типы неровностей (преобладающие направления следов инструмента на поверхности). В ГОСТ 2.309–73 установлены стандартные обозначения шероховатости поверхности на чертежах деталей.

Степень (класс) шероховатости рабочих поверхностей детали оказывает существенное влияние на такие эксплуатационные свойства, как износостойкость, электропроводность, отражательная способность, сопротивление коррозии, адгезия и т.п.

Влияние шероховатости на износ трущихся поверхностей деталей. В начальный период работы τп износ поверхностей весьма интенсивен. После окончания периода приработки шероховатость поверхностей уменьшается и интенсивный износ прекращается – наступает длительный период нормального износа τн, за которым следует интенсивный износ – разрушение τp . Однако сниже-

ние шероховатости поверхностей с целью повышения их износостойкости оправдывается не всегда. В некоторых случаях наилучшие условия для смазки и уменьшения износа обеспечиваются определенной оптимальной шероховатостью.

Влияние шероховатости на коррозию. Коррозия протекает наиболее активно во впадинах рельефа, она интенсивно распространяется по микротрещинам в глубь металла, что приводит к разрушению поверхностного слоя. Снижение шероховатости замедляет течение коррозии.

Влияние шероховатости на усталостную прочность. Со-

противление металлических деталей разрушению под действием переменной нагрузки возрастает с уменьшением шероховатости поверхности. Усталостная прочность хорошо отполированной детали из легированной стали на 30–40 % выше, чем у грубо обработанной. Глубокие царапины, риски и трещины ослабляют поверхностный слой металла, снижают его усталостную прочность.

418

Влияние шероховатости на точность обработки. Между точностью обработки и шероховатостью поверхности существует определенная взаимозависимость, выражающаяся в том, что высокой точности обработки соответствует низкая шероховатость.

В табл. 33 представлена взаимосвязь между методами обработки, достижимой точностью размеров и шероховатостью обрабатываемых поверхностей деталей, изготовленных из конструкционных сталей.

Если по условиям эксплуатации деталей не требуется высокая точность, но необходима низкая шероховатость поверхности (например, для придания поверхности высокой отражательной способности), то соотношения между точностью обработки и классом

419