Корсаков В.С. 1977 Основы (1004575), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Сварочные напряжения вызывают остаточные деформации в сварной конструкции, величина которых может быть значительно больше допуска на размеры изделия. Действие сварочных напряжений необходимо учитывать при изготовлении технологической оснастки, так как от этого зависит точность обрабатываемых заготовок и сборки. Сварочные напряжения могут быть уменьшены правильным конструированием изделия, рациональным выбором режима сварки, а такя<е последующей термической обработкой. Остаточные напряжения в сварных изделиях могут быть сняты последующим высокспемпературным отпуском ЮΠ— 650'С).
Однако после этого форма изделия не восстанавливается из-за новых деформаций, которые часто превышают деформации, имевшиеся 4 99 до отпуска. Сварочные деформации бывают ббльшими при сварке соединения из материалов, обладающих меньшей теплопроводностью и большим коэффициентом теплового расширения. Деформация соединений из нержавеющей стали больше деформации соединения из низкоуглероднстых сталей. Деформации при сварке соединения из алюминия меньше, чем при сварке соединения из низкоуглеродистых сталей. Остаточные деформации зависят от расположения швов, свойств материала соединения, режимов сварки, а также от последовательности наложения швов. При рациональном построении технологического процесса сварки эти деформации могут быть минимальны. Напряжения от наклепа возникают прн холодной обработке металла методом пластической деформации.
При прокатке и волочении прутки с наружной поверхности деформируются сильнее, чем с внутренней; поэтому в заготовках, полученных этими методамн, наблюдаются значительные остаточные растягивающие напряжения в поверхностных слоях и сжимающие напряжения внутри. Остаточные напряжения в заготовках проката нередко достигают предела текучести. Эпюра распределения этих напряжений в поперечном сечении приведена на рис. 34, а. Если заготовку из проката разрезать вдоль, то ее концы разойдутся (рнс.
34, б). Это происходит в результате нарушения равновесия остаточных напряжений. При точении недостаточно точно зацентрованной заготовки из проката снимается неравномерный припуск. В результате равновесное состояние нарушается и обработанная деталь (при отношении длины к диаметру более 30) заметно искривляется. По той же причине прорезка длинных шпоночных канавок в заготовках из проката часто искрнвляег их. Нежелательное влияние остаточных напряжений на последующую обработку может быть устранено Рис.
34. Осгаточиыс напряжения в заготовке ия проката 100 Рис. 35. Остаточные напряжения прв коаодиой правке лительные валы двигателей, планки, пластины и другие детали. Холодная правка основана на пластическом изгибе. Схема правки с приложением сосредоточенной силы приведена на рис. 35, а. С увеличением силы заготовка сначала изгибается упруго. При определенном значении силы нормальные напряжения в крайних волокнах достигают предела текучести о, и заготовка начинает изгибаться пластически.
При снятии силы форма заготовки частично восстанавливается, Поэтому прогиб ~, при правке должен быть несколько больше стрелы изогнутости / (на рис. 35, б показана заготовка после того, как поперечная, сила достигла конечного значения, необходимого для устранения изогнутости; заштрихованные участки— области пластических деформаций; эпюра напряжений дана для участка, нагруженного силой). Заготовка и эпюра остаточных напряжений после удаления силы приведены на рис.
35, а, действие остаточных напряжений уравновешено. Если заготовку подвергают повторной обработке резанием, то равновесие остаточных напряжений нарушается и заготовка деформируется (рис. 35, г). Остаточные напряжения уменьшились, а их эпюра осталась подобной эпюре, приведенной на рис. 35, в.
При повторной правке и обработке наблюдается образование остаточных напряжений, однако их величина заметно уменьшается. Процесс холодной правки был рассмотрен при условии, что материал исходной заготовки свободен от собственных остаточных напряжений. В действительности заготовки часто находятся в напряженном состоянии. При их правке схема образования остаточных напряжений усложняется. Так как исходное состояние отдельных заготовок неизвестно, то конечный результат правки по эпюрам полученных остаточных напряжений представляется неопределенным.
Перспективна правка со снятием остаточных напряжений. Круглую деталь (вал) устанавливают на опоры и вращают, нагружая ее возрастающей поперечной силой. По достижении предела текучести направление вращения реверсируется, а изгибающая сила умеиыпается до устранения изгиба дегали. Стержни часто правят растяжением, а тонкостенные кольца на эспандере — приложением радиальных сил. При изготовлении ответственных и точных деталей холодную правку не производят. Изогнутость заготовок устраняют в этом случае снятием больпшх припусков.
Для изготовления таких деталей часто производят тщательный отбор прутков с проверкой нх прямолинейности. Если правке подвергают готовые детали, то в их материале также возникают уравновешенные остаточные напряжения. С течением времени наблюдается некоторое искривление выправленных деталей, в результате чего зазоры в машине могут измениться. Причина такого искривления — неравномерная релаксация остаточных напряжений на различных участках или явления прямого или обратного послсдействия. Равномерная релаксация напряжений не искривляет детали, 1О! 5 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Суммарная погрешность при обработке на предварительно настроенном станке.
Суммарная погрешность механической обработки является следствием влияния технологических факторов, каждый из которых вызывает появление отдельной первичной погрешности. Суммарная погрешность определяет величину технологического допуска (допуска на промежуточные размеры заготовки по технологическим переходам). Эти допуски необходимо правильно назначать, особенно при проектировании технологических процессов для массового и автоматизированного производства, когда широко применяют средства циклической автоматики.
Определим суммарную погрешность обработки партии заготовок, считая, что нх установка производится в приспособления и обработка ведется за большое число настроек. Суммарную погрешность илп поле рассеяния выполняемого размера можно выразить в общем виде следующей фуикшюнальиой зависимостью: Л =((Лу, е, ЛН, Ли, ЛТ, 2„'Лф).
Каждая нз стоящих в снобках величии не зависит одна от другой и для данного конкретного случая определяется условиями построения технологической операции. Величина Лу представляет собой погрешность (поле рассеяния) выполняемого размера в данном сечении, иоторая возникает в результате упругих отжатий звеньев техгюлогической системы под влиянием нестабильности снл резания. Ранее отмечалось, что Лу (ост гпах ахает пип В то же время Лу равно разности предельных значений упругих отжатий технологической системы.
Определять (, „и г'„, ы следует по формуле (33). При указанных пределах изменения глубины резания, определяемых снимаемым припуском, твердости материала заготовки и снл резания (в результате прогрессирующего затупления режущего инструмента) значение Лу получается вполне определенным. Величину Лу находят по тому сечению заготовки, где эта величина получается наибольшей. В обычных условиях таким сечением является то сечение„ где жесткость технологической системы минимальна. При точении консольно закрепленной заготовки величину Лу следует определять у ее свободного конца, так как именно здесь жесткость системы наименьшая. Если величину Лу как разность предельных значений для данных условий можно считать вполне постоянной, то текущее значение д при обработке каждой индивидуальной заготовки представляет собой величину случайную.
Распределение величин у можно считать подчиняющимся нормальному закону. 102 Погрешность установки заготовки е состоит из погрешности базирования е„, погрешности закрепления е, и погрешности положения заготовки е„, вызываемой неточностью приспособления. Для конкретных условий построения данной операции е представляет собой вполне определенную величину, — это расстояние между проекциями предельных положений измерительной базы, от которой ведется отсчет выполняемого размера, на направление этого размера.
В то же время для каждой индивидуальной заготовки положение измерительной базы будет случайным. Распределение положений измерительной базы в большинстве случаев подчиняется нормальному закону. Погрешность настройки станка ЛН является разностью предельных положений режущего инструмента иа станке при настройке его на выполняемый размер. Значение ЛН для данного метода обработки регламентируется определенной величиной. Для каждой партии заготовок текущее значение настроечного размера Н является величиной случайной, распределение которой также подчиняется нормальному закону или закону, близкому к нему. Размерный износ инструмента систематически изменяет положение его режущей кромки относительно исходной установочной базы заготовок в процессе обработки.
В результате этого выполняемый размер непрерывно изменяется между двумя сменами или подиастройкамп инструмента. Величина Ли регламентируется определенными значениями для каждого метода обработии в зависимости от допустимо~о износа инструмента. Приближенно можно считать, что размерный износ Ли протекает по закону прямой, а соответствующая кривая распределения имеет вид прямоугольника (кривая равной вероятности). Погрешности выполняемого размера, вызываемые тепловыми деформациями системы, изменяются во времени (илн от числа обработанных деталей) по более сложному закону. В первоначальный период работы станка они растут: после того как будет достигнуто тепловое равновесие технологической системы, они стабилизируются (точка А на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
