Точность обработки деталей

3.1. Понятие о точности

Точность — это основная характеристика деталей машин. Точность детали, полученная в результате обработки, зависит от многих факторов и определяется:

- отклонениями от геометрической формы детали или ее отдельных элементов;

- отклонениями действительных размеров детали от номинальных;

- отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаимного
расположения.

На точность обработки на металлорежущих станках влияют следующие факторы:

1. Неточность станков, являющаяся следствием неточности изготовления деталей и узлов и неточности сборки.

2. Степень точности изготовления режущего и вспомогательного инструмента и его износа во время работы.

3. Неточность установки инструмента и настройки станка на размер.

4. Погрешности базирования и установки обрабатываемой детали на станке или в приспособлении.

5. Деформации деталей станка, обрабатываемой детали и инструмента под влиянием силы резания и силы зажима.

6. Тепловые деформации обрабатываемой детали, деталей станка, инструмента.

7. Качество поверхности обработанной детали.

8. Ошибки в измерениях вследствие неточности измерительных инструментов.

9. Ошибки рабочего.

Выбор метода обработки зависит от заданной точности обрабатываемой детали. Выбирая метод обработки, необходимо учитывать целесообразность этого метода с точки зрения экономики.

3.2 Качество поверхностей деталей машин

3.2.1. Понятие о качестве поверхности

Качество поверхности характеризуется: физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла; степенью шероховатости поверхности.

Качество поверхностного слоя металла обусловлено свойствами металла и методами механической обработки.

В процессе механической обработки от действия режущего инструмента на поверхности металла остаются гребешки и впадины, а структура поверхностного слоя изменяется, а именно: поверхностный слой испытывает пластические деформации, образуется наклеп, повышаются внутренние напряжения. Степень наклепа металла и глубина проникновения пластических деформаций зависят от метода обработки и режимов резания.

Отклонения обработанной поверхности по геометрическим признакам:

- макрогеометрия, характеризуемая отклонениями от правильной геометрической формы - овальность, конусность, бочкообразность и др.;

- волнистость поверхности;

- микрогеометрия поверхности.

Основные факторы, от которых зависит качество обрабатываемой поверхности: род и свойства обрабатываемого материала; режим резания; жесткость системы СПИД; геометрические параметры инструмента; материал инструмента; охлаждение в процессе резания.

3.3. Виды заготовок для деталей машин. Припуски на обработку

деталей

3.3.1. Виды заготовок

Выбор вида заготовки зависит от конструктивных форм детали, условия ее работы, испытываемых напряжений и т.д.

Фасонные детали, не подвергающиеся ударным нагрузкам, действию растяжения и изгиба, изготавливают из чугунных отливок; для фасонных деталей, работающих в тяжелых условиях и испытывающих большие напряжения, применяют стальные отливки.

Заготовки, изготовляемые ковкой и штамповкой, применяются для деталей, работающих в основном на изгиб, растяжение, кручение и имею­щие в разных частях значительную разницу в поперечных сечениях.

Заготовка в виде штамповки имеет преимущества перед свободной ковкой; структура более однородная, размеры, наиболее близкие к окончательным, лучше используется металл и уменьшается его расход.

Процесс изготовления штамповок по сравнению с ковкой значительно быстрее и требует менее квалифицированных рабочих. Но, вследствие высокой стоимости штампа, применять штамповку целесообразно в крупносерийном и массовом производстве.

3.3.2. Припуски на обработку деталей машин

Припуск представляет собой излишек металла, который нужно снять, чтобы получить окончательные размеры и заданный класс шероховатости. Поверхности, не подлежащие обработке, припуска не имеют.

Величину припуска определяют как разность размеров заготовки и окончательно обработанной детали.

Припуски делят на общие и межоперационные.

Общий припуск - это припуск, снимаемый в течение всего процесса обработки данной поверхности от размера заготовки до окончательного размера готовой детали.

Межоперационный припуск - это припуск, удаляемый при выполнении отдельной операции.

Припуски могут быть симметричными и асимметричными. Симметричные припуски могут быть у наружных и внутренних поверхностей тел вращения и у противолежащих плоских поверхностей, обрабатываемых параллельно, одновременно.

Асимметричные припуски могут быть на противоположных гранях, обработка которых производится последовательно.

Припуск должен иметь размеры, обеспечивающие выполнение механической обработки данной детали при удовлетворении установленных требований к шероховатости и качеству поверхности металла, точности размеров детали при наименьшем расходе металла и наименьшей себестоимости детали. Такой припуск будет оптимальным.

При увеличении припуска на обработку повышается себестоимость детали, так как снижается коэффициент использования металла, повышаются накладные расходы и расходы на заработную плату рабочих. В число накладных расходов, наряду с другими, входят затраты, связанные с эксплуатацией станков. Например, затраты на ремонт, электроэнергию, амортизационные отчисления и т.д.

Малые припуски не дают возможности получить необходимую точность и качество деталей, в результате чего возможен брак, что сказывается на себестоимости деталей.

Факторы, влияющие на величину припуска.

1. Состояние материала заготовки

У заготовок, получаемых литьем, поверхностный слой имеет твердую корку. Для нормальной работы инструмента необходимо, чтобы глубина резания была больше толщины корки, которая может быть: для чугунных отливок 1-2 мм, для стальных отливок 1-3 мм.

При изготовлении поковок на них образуется слой окалины. Этот слой твердый, поэтому глубина резания должна быть больше толщины слоя, который у поковок из углеродистой стали составляет примерно 1,5 мм, а для поковок из легированной стали - 2-4 мм.

Для поковок из слитков припуски должны быть больше, чем для поковок из проката, так как на поверхности слитков могут быть трещины и пузыри. Поверхностный слой у штамповок обезуглероживается и при обработке его следует удалить.

У штамповок из легированной стали обезуглероженный слой - до 0,5 мм, у штамповок из углеродистой стали - 0,5-1,0 мм.

2. Конфигурация и размеры заготовки

Заготовку сложной конфигурации получить свободной ковкой затруднительно. Поэтому ради упрощения формы заготовки иногда необходимо увеличить припуски на обработку. Необходимо увеличивать припуски в тех отливках, где надо обеспечить плавные переходы от тонких стенок к толстым. Кроме того, в отливках следует учитывать усадку.

3. Вид заготовки и способ ее изготовления

Припуск у отливок, полученных при литье в земляные формы, больше чем у отливок, полученных в кокилях.

Припуски у отливок, полученных литьем под давлением, меньше чем у отливок, полученных в кокилях. Наиболее точные отливки, полученные в оболочковых формах, металлических и по выплавляемым моделям.

Припуски у поковок больше, чем у штамповок. В заготовках из проката припуски меньше, чем в заготовках, полученных литьем, ковкой, штамповкой.

В некоторых случаях необходимо увеличивать припуски, чтобы создать возможность выполнения механической обработки. Например, для крепления заготовки в патроне следует увеличить длину заготовки; при креплении заготовки в центрах увеличить припуски на торцах.

4. Требования к механической обработке

Метод механической обработки принимается в соответствии с требованиями к шероховатости поверхности и точности размеров детали. Для каждой промежуточной операции следует оставлять припуск, снимаемый за один или несколько проходов. Для деталей, которым необходима термическая обработка, нужно увеличить припуск.

5. Технические условия в отношении качества поверхности и
точности размеров детали

Чем выше требования, тем больше величина припуска. Припуск должен быть таким, чтобы выполнить черновую обработку и затем чистовую.

3.4. Определение величины припусков

Общий (суммарный) припуск слагается из следующих основных величин:

- толщины дефектного поверхностного слоя, который снимается за первый черновой проход режущего инструмента;

- суммы припусков на все промежуточные операции, учитывающие влияние таких факторов, как погрешность формы, пространственные отклонения, погрешность установки, операционные допуски на размер, класс шероховатости и т.д.;

- величины отрицательного отклонения от номинального размера, если это предусмотрено.

Припуски можно определить по справочным и руководящим материалам. А также существует расчетно-аналитический метод проф. В.М. Кована.

Величина припуска, определяемая расчетно-аналитическим методом, выражается следующими формулами:

симметричный припуск на диаметр наружных и внутренних поверхностей тел вращения (вал и отверстие)

симметричный припуск на обе противоположные параллельные плоские поверхности

2Z_imin = 2(R_zi-1 + T_i-1 + + );

асимметричный припуск на одну из противолежащих параллельных плоских поверхностей

Z _min = R_zi-1 + T_i-1 + + ,

где R_{z i-1} - высота микронеровностей поверхности, полученных на предшествующем переходе;

T _i-1 - глубина дефектного слоя на предшествующем переходе;

- суммарное значение пространственных погрешностей загото­вок;

,

где - погрешность коробления;

₂ - несоосность;

_iy - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе,

_iy = + ₃ — для плоских поверхностей;

- для тел вращения;

где - погрешности базирования,

₃- погрешности закрепления.

При совмещении установочной и измерительной баз = 0.

После определения минимального припуска определяют макси­мальный припуск

,

где _а - допуск размера на предшествующем переходе;

_В — допуск размера на выполняемом переходе.

Номинальный припуск на обработку

,

,

где Н_а, Н_а' - нижние отклонения по размерам на предшествующем переходе;

Н_в, Н_в' - нижние отклонения размеров на выполняемом переходе.

_,

где В_а, В_а' - верхние отклонения по размерам на предшествующем переходе;

В_в, В' - верхние отклонения по размерам выполняемого перехода.

Поиск по сайту: