13 Припуски на обработку и способы их определения. Влияние припусков на производительность, точность и экономичность обработки.

Припуском (ПР) наз-ся слой металла который необходимо удалить с поверхности заготовки чтобы получить деталь заданных размеров и качества поверхности. Припуски могут быть: 1–общие, 2–межоперационные, 3–симметричные, 4–несимметричные..

Общий припуск- это ПР который необходимо снять с заготовки для получения изделия требуемой точности и качества.

Межоперационный ПР - это слой металла который удаляется с заготовки на определенной операции или переходе. Межоперационные ПР могут быть: -минимальными; -номинальными; -максимальными.

Минимальный ПР – миним. cлой металла срезаемый за одну операцию.

Номинальный ПР-это разность размеров номинальных предшествующей и номинальной после данной операции.

На величину ПР оказывают влияние следующие факторы: -Материал заготовки; -вид заготовки; -размер заготовки; -величина дефектного слоя на обрабатываемой поверхности; -сложность процесса мех. обработки; -величина погрешности установки. Геометрические погрешности формы поверхностей (овальность, конусность, вогнутость) могут быть допущены только в пределах поля допуска на размер, составляя некоторую его часть, и поэтому при расчете припусков не учитываются. Пространственные отклонения (кривизна осей, коробление и т.д.) эти погрешности имеют самостоятельное значение и учитываются при расчете припусков. При выполнении определенной операции возникают погрешности базирования, которые вызывают смещение заготовки и приводит к увеличению припуска на обработку. На поверхности исходной заготовки имеется исходная шероховатость R_z или шероховатость, полученная на предшествующей операции, имеется дефектный слой h, который в процессе обработки должен быть удален, так же присутствует остаточное пространственное отклонение , погрешность установки ε.

Расчет может производиться по 2-м вариантам:

1. Опытно-статистическим методом (по таблицам)

2. Расчетно-аналитичесим методом

Погрешность установки на выполняем переходе :

Суммарное значение пространственных отклонений поверхностей определяется по формуле

Для несимметричных деталей Zmin=Rz_i-1+h_i-1+_i-1+ε_i

Для симметричных деталей 2Zmin=2(Rz_i-1+h_i-1+ ²_i-1+ε²_i-1. )

14 Шероховатость, волнистость и макроотклонения поверхностного слоя. Методы и средства контроля качества поверхности. Влияние шероховатости на эксплуатационные характеристики деталей машин.

Качество обработанных поверхностей характеризуется шеро­ховатостью и волнистостью, а также физико-механическими свой­ствами поверхностного слоя.

Шероховатостью поверхности называется совокупность не­ровностей с относительно малыми шагами, образующая рельеф поверхностей детали и рассматриваемая на определенной (ба­зовой) длине.

Причины: неравномерность подачи, неплоскостность направляющих, вынужденные колебания системы СПИЗ.

Под волнистостью поверхности (рис) понимают совокуп­ность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между смежными возвышенностями и впадинами превышает базовую длину.

Причины: возникновение нароста, жесткость технологической системы, геометрия инструмента.

К макрогеометрии можно отнести неровности на больших участках поверхности, при которых форма поверхности отличается от заданной.

Причины: геометрические неточности станков, погрешности установки заготовок, силовые и температурные деформации, износ инструмента.

Базовые длины: микрогеометрия L/H<40

волнистость 40<L/H<1000

макрогеометрия L/H>1000

Методы и средства контроля шероховатости.

Методы оценки шероховатости: прямые, косвенные. Для прямой ценки шеро­ховатости применяют щуповые (профилографы и профилометры) и оптические (микроскопы) приборы. Для косвенной оценки используют эталоны шерохова­тости. Профилометры выпускают стационарного, переносного типа; они позволяют измерять шероховатость от 0,02 мкм. Действия профилометра основано на ощупывании алмазной иглой обработанной поверхности. Колебания иглы вызывают в электрической системе прибора соответствующую ЭДС, которая преобразуется на выходе в среднеквадратичное отклонение высоты микроне­ровности. Профилометры применяют для записи профиля поверхности в виде профилограмм. Волнистость поверхностей определя­ется профилографами. Для определения глубины и общей характеристики поверхностных слоев используют метод микрошли­фов (алмазная пирамида, измер. диагональ).

6 показателей шероховатости: R_Z, Ra, Rmax, S_m, , t_p

R_Z–высота неровностей профиля по 10 точкам.

Ra–среднее арифметическое отклонение профиля

Rmax–наибольшая высота неровностей профиля

t_p– относительная опорная длина профиля–определяется отношением опорной длины к базовой длине.

S_m–средний шаг неровностей профиля–это среднее значение шага неровностей в пределах базовой длины

S–средний шаг местных выступов профиля–это среднее значение шагов выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины.

Влияние шероховатости на эксплуатационные характеристики деталей. Трение и из­нос деталей в значительной степени зависят от высоты и формы неровностей поверхности и направления рисок обработки.

Конкретным условиям трения и износа соответствует опреде­ленная величина шероховатости, которая обычно создается на трущихся поверхностях к концу периода приработки. Такую ше­роховатость принято называть оптимальной.

На рис. 2 изображены кривые, показывающие, что оптимальной шероховатости (точкам О1 и О₂) соответствует наименьший на­чальный износ. Вполне понятно, что для более тяжелых условий работы кривая износа смещается вправо и вверх (кривая 2), соответственно оптимальная шероховатость смещается в сторону больших величин.

Увеличенная по сравнению с оптимальной шероховатостьприводит к повышенному износу за счет скалывания и среза не­ровностей при их взаимном механическом зацеплении.

Уменьшение высоты неровностей против оптимальной обу­словливает повышенный износ за счет того, что смазка на глад­ких поверхностях плохо удерживается и возникает явление молекулярного схватывания и заедания поверхностей.

Увеличение шероховатости отрицательно сказывается и на прочности соединений с натягом, так как при запрессовке микро­неровности сминаются и прочность соединения снижается. Уменьшение шероховатости способствует повышению усталостной прочности. Так, например, полированные детали из высокопрочной стали имеют предел выносливости на 40% больше, чем грубо обточенные.

Грубо обработанные поверхно­сти больше подвержены коррозии в атмосферных условиях. В агрессивных же средах влияние шеро­ховатости на антикоррозийную стойкость сказывается слабо.

Шероховатость поверхности оказывает существенное влия­ние на условия смазки, теплопроводность стыков, герметичность соединений, отражающую и поглощающую способность поверхностей и др. Поэтому ее нужно задавать в соответствии с эксплуа­тационными требованиями, предъявляемыми к каждому конкретному соединению.