Копия Раздел IV (Лекции по технологии машиностроения)
Описание файла
Файл "Копия Раздел IV" внутри архива находится в следующих папках: Лекции по технологии машиностроения, раздел 4. Документ из архива "Лекции по технологии машиностроения", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология машиностроения (тм)" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология машиностроения (спецтехнология)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Копия Раздел IV"
Текст из документа "Копия Раздел IV"
16
Раздел IV: Качество поверхности деталей машин.
Ранее было дано следующее определение: "Точность есть степень соответствия деталей и узлов машины , деталям и узлам , запроектированными конструктором".
На работоспособность машины большое влияние оказывает не только геометрическая точность выполнения размеров деталей . но и степень соответствия качества поверхности реальной детали качеству поверхности запроектированной детали ; т.о. качество поверхности - один из основных критериев точности мех-кой об-ки. Качество поверхности детали машины определяется :
- шероховатостью;
- волнистостью;
- физико-механическими св-ми поверхностного слоя,
| |
Качество поверхности 
| шероховатость | волнистость | Физико-механические св-ва |
Шероховатостью пов-ти называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующие рельеф поверхности деталей и рассматриваемых на базовой длине.
Под волнистостью пов-ти понимают совокупность периодически чередующихся возвышенностей и впадин, образующих неровности поверхности, у которых расстояние между смежными возвышенностями и впадинами превышает принимаемую при измерении шероховатости базовую длину
здесь: Rz - высота микронеровностей (шероховатости);
В - высота волны;
I. - шаг волны;
S - шаг микронеровностей;
l - базовая длина измерения шероховатости. Выбор базовой длины (l) определяется значением шага волнистости. Обычно базовая длина выбирается такой , чтобы она была меньше шага волны, с тем, чтобы он не влиял на результаты измерения.
Волнистость - занимает среднее положение между микронеровностями (шероховатостями) и макронеровностями (погрешностями формы). Критерием разграничения микронеровностей служит отношение шага к высоте волны:
- для микронеровностей S/Rz50;
- для волнистости L/В < 50 ... 1000;
- для макронеровностей L/В > 1000;
ГОСТом на шероховатости 2789-73 шероховатость поверхности оценивают 14-ю классами:
1 - классу соответствует самая грубая поверхность;
14 - классу соответствует самая точная;
Для количественной оценки стандартами предусмотрены следующие критерии:
1. Среднее арифметическое отклонение профиля (Rа) - среднее значение расстояний (у1,у2 ... yn) точек измеренного профиля до его средней линии:
| 5 | 5...2,5 | 20...10 | 5 | 20 |
| 6 | 2,5...1,25 | 10..,6,3 | 2.5 | 10 |
| 7 | 1,25...0,63 | 6,3...3,2 | 1.25 | 6.3 |
| 8 | 0,63. .0,32 | 3,2...1,6 | 0.63 | 3.2 |
| 9 | 0,32. .0,16 | 1,6...0,8 | 0.32 | 1.6 |
| … . | … | … | … | … |
| … | … | … | … | … |
| 14 | 0.01 | 0.05... 0,25 | 0.01 | 0.05 |
Шкала Rz является основной при определении классов с 1 по 5 и 13,14. Шкала Rа является основной при определении классов с 6 по 12 включительно. Критерий Rа более объективно определяет шероховатость поверхности, т.к. учитывает форму профиля шероховатости. Применение Rz связано с простотой пользования этим критерием.
Методы оценки шероховатости поверхности : прямые и косвенные. Для прямой оценки применяют щуповые и оптические приборы. К щуповым приборам относятся профилографы и профилометры. К оптическим приборам относятся - двойной микроскоп и интерферометр.
Профилометры - для измерения шерховатости от 5 до 12 классы ( на методе ощупывания).
Профилографы также на ощупывании поверхности иглой с записью на профилограмме; применяются с 3 по 14 классы. Общий недостаток щуповых приборов - игла царапает поверхность детали, радиус иглы от 2 до 30 мкм не позволяет ее проникать в узкие щели. Микроинтерферометры используют для измерения 10...14 классов чистоты поверхности. Приборы основаны на принципе интерференции когерентных лучей света; прибор позволяет фотографировать интерференционную картину, т.е. искривление интерференционных полос соответственно профилю микронеровностей на рассматриваемом участке поверхности . Недостатком этих приборов - малое поле зрения.
Косвенные методы - методы сравнения и интегральные методы.
Методы сравнения - по эталонам (субъективный).
Интегральные методы - пневматические приборы (3...9 кл шероховатости, настройка по эталонам), метод истирания графитовой полочки на определенной длине.
Измерение волнистости пов-ти возможно на профилографах, но с большим радиусом закругления; можно использовать оптиметры и др. приборы.
Влияние шероховатости поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин.
Обеспечение заданного качества машин и длительность его сохранения его во многом зависит от качества поверхностей деталей. Основная причина (80%) выхода из стоя машины - это износ рабочих поверхностей сопряженных деталей. Уменьшение износа повышает долговечность машин и сокращает расходы на ремонт.
1. влияние на изностойкость деталей. При подвижных соединениях шероховатость поверхности оказывает большое влияние на характер протекания первичного износа.
Износ уменьшается после т\обработки, химико-термической обработки, наплавки и т.п. Износостойкость чугунных деталей повышают созданием на поверхности трения отбеленной корки.
2 - влияние шероховатости поверхности на прочность соединений с гарантированным натягом : прочность соединений с гарантированным натягом сильно зависит от шероховатости поверхности сопряженных деталей. Сгибаясь, микронеровности уменьшают фактический натяг, ослабляя прочность соединений.
ХОРОШО
ПЛОХО
Rz1<Rz2
3 - Влияние шероховатости поверхности на динамическую прочность деталей машин : впадины микропрофиля являются по существу надрезами на поверхности и влияют в значительной степени на концентрацию напряжений и образование трещин в условиях циклических нагрузок :
6 - Влияние шероховатости на антикоррозионную стойкость - эксперименты показывают, что антикоррозионная стойкость повышается с повышением чистоты поверхности. В агрессивных средах влияние шероховатости на антикоррозионную стойкость отражено весьма слабо. Шероховатость оказывает вполне определенное влияние на теплопроводность стыков, их герметичность и т.п.
Влияние условий обработки на шероховатость поверхности
Шероховатость поверхности должна измеряться в том направлении, где она максимальна. Шероховатость поверхности, измеренную в направлении подачи, называют поперечной шероховатостью. Шероховатость, измеренную в направлении главного движения, называют продольной шероховатостью. Обычно продольная шероховатость бывает значительно меньше поперечной. Шероховатость поверхности зависит от метода и режимов обработки, геометрии и качества режущей кромки инструмента, свойств обрабатываемого материала, а также от условий обработки СОЖ, вибрации и т.п. Рассмотрим влияние основных условий обработки.
1 - Влияние скорости резания Зависимость шероховатости от скорости резания имеет вид:
Шероховатость поверхности достигает максимума при обработке со скоростями V=15-25 м/мин.
Обычно это явление объясняют наличием наростообразования на режущей кромке инструмента. При скоростях V>100 м/мин шероховатость стабилизируется и, очевидно, определяется другими причинами (при больших стружках, вследствие высокой температуры, отделяется плавно и кристаллы не вырываются). Rz max получается при :
сверлении V=15-25 м/мин
зенкеровании V=20-30 м/мин развертывании V=2 - 3 м/мин
При обработке мягкой стали значительна, при обработке твердых заготовок уменьшается.
Заготовки из стали с повышенным содержанием серы (автомат. Стали) и из сталей с присадками свинца имеют более чистую поверхность, чем детали из обычных сталей. Заготовки со структурой пластинчатого перлита обрабатываются хуже, чем заготовки из сталей с глобулярным перлитом.
5 - Влияние СОЖ - соответствующим выбором СОЖ можно повысить чистоту поверхности в пределах одного класса. Одновременно с этим повышается и стойкость инструмента.
6 - Влияние геометрии инструмента и его шероховатости – особенно заметно при чистовой обработке; затупление режущей кромки неблагоприятно сказывается на шероховатости поверхности.
7 - Влияние жесткости технологической системы существенно на величину шероховатости.
-
для посадок переходных - Rа=(0.08-0.1)p-p
- для посадок с натягом - Rа=(0.1-0.12)p-p
Связь между квалитетами точности и величиной Rа
| Метод обработки | IT | Ra (мкм) |
| Точение:
Фрезерование:
Сверление: Зенкерование (чистовое) Развертывание:
Протягивание: Шлифование:
Притирка | 12 9 6-7 12 9 7 11-12 11 9 8 6-7 7-8 7-8 6 5-6 | 12,5 2,5-1,25 0,63-0,32 12,5 2,5-1,25 0,63-0,32 2,5-6,3 6,3-2,5 2,5 1,25-0,63 0,32 1,25-0,63 0,63-0,32 0,32-0,08 0,16-0,04 |
Параметры шероховатости различных поверхностей (Rа)
-
Свободные поверхности … 25-3,2
-
Не являющиеся посадочными опорные поверхности корпусов, штивов, крышек и др. … 6,3 -2,5
-
Базовые поверхности корпусных и других деталей, мест посадок подшипников, шпонок и т.п. … 2,5-1,25
-
Посадочные поверхности (7-8)IТ, места посадки подшипников качения и скольжения небыстроходных валов, центровые поверхности … 1,25-0,63
-
Ответственные поверхности деталей, работающие при знакопеременных нагрузках, посадочные поверхности (7-8)IТ, посадочные места на валах п/ш качения, вкладыши п/ш быстроходных машин, герметичные соединения и т.п. … 0,63-0,32
-
Ответственные поверхности обеспечивающие требования прочности, при обеспечении характера посадки, плунжеры, а так же для подшипников класса А,В,С. … 0,32-0,16
-
Поверхности шариков п/ш, плунжерных пар топливных насосов, детали прецизионных станков и приборов ... 0,08-0,04μ
Состояние поверхностного слоя
Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твердостью, структурным превращениями, величиной и знаком остаточных напряжений, глубиной распространения деформации кристаллической решетки. Физико-механические свойства сильно меняются под комплексным воздействием силовых и температурных факторов в процессе обработки. Результатом силового воздействия является разрушение структуры, смещение кристаллов, и наклеп поверхностного слоя, характеризуемый повышением микротвердости и снижением вязкости.
В поверхностном слое возникают остаточные напряжения /положительные или отрицательные/.
