Рисунок 1 - Схема фрезерования торцевой фрезой.
| Francais |
Общепризнано, что главным средством интенсификации производства является научно-технический прогресс, что должно быть обеспечено опережающее развитие машиностроительного комплекса, коренным образом улучшено качество выпускаемых машин. Повышение качества машин – важнейшая задача ученых и машиностроителей.
Безусловно, качество машины закладывается конструктором при проектировании выбором рациональных схем и прогрессивных рабочих процессов, использованием современных достижений в методах расчета динамики и прочности машин, без которых невозможно избежать вложения в конструкцию лишнего материала, выбором материалов с обязательной ориентировкой на будущую технологию производства, применением унифицированных узлов, деталей, приборов, уже хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, и многими другими факторами.
Совершенно справедливо утверждать, что качество машины заложено в поверхностном слое детали. Методами литья, ковки, штамповки, прокатки, сварки, термической обработки, механической обработки резанием, включая шлифование и полирование, - основными технологическими методами машиностроительных производств создаются машины, которые при рациональных конструктивных формах и правильном выборе материалов могут быть лёгкими, жесткими и прочными. Однако долговечность работы машины будет зависеть от того, как быстро или медленно будут изнашиваться различные трущиеся поверхности, как быстро или медленно будут возникать и развиваться трещины, особенно при знакопеременных нагрузках, т.е. долговечность будет зависеть от качества поверхностного слоя детали.
Объектом исследования в данной работе являются корпусные детали, в частности будут рассмотрена деталь «штамп», к поверхностям которой предъявляются высокие требования. Кроме того, в работе будет рассмотрена обработка фрезерованием и поверхностно-пластическим деформированием.
Сущность работы заключается в комплексном подходе к обоснованию и технологическому обеспечению фрезерованием и поверхностно-пластическим деформированием системы параметров поверхностного слоя с учётом эксплуатационных свойств, а также в разработке практических рекомендаций по их реализации в производственных условиях. Именно благодаря такому подходу может решаться задача повышения качества деталей машин.
Наибольшая эффективность применения фрезерования или какого-либо метода ППД возможна при правильном выборе схемы, режимов обработки, оптимальной геометрии и конструкции инструмента. Для успешного решения поставленных задач необходимо установление связи между эксплуатационными свойствами и параметрами поверхностного слоя деталей.
Разработка рекомендаций по выбору режимов обработки, создание программного обеспечения методики расчета параметров оптимальных условий обработки, необходимых для решения важнейших задач обеспечения качества обработки корпусных деталей и определяет актуальность магистерской работы.
Цель работы – повышение качества обработки плоский поверхностей деталей машин за счёт выбора рациональных методов обработки с учётом эксплуатационных свойств.
Научная новизна заключается в том, что в работе решается ряд проблем выбора окончательного способа обработки корпусных деталей, и это является очень важной задачей, так как несмотря на большое количество информации по технологическому обеспечению параметров поверхностного слоя, в редких случаях можно найти рекомендации по количественным оценкам достигаемых при этом параметров эксплуатационных свойств. Помимо этого, разрабатывается новое технологическое и конструкторское обеспечение обработки деталей фрезерованием и поверхностно-пластическим деформированием.
Практическая ценность работы состоит в том, что в работе разрабатываются практические рекомендации по выбору оптимальных режимов обработки корпусных деталей фрезерованием и ППД, что обеспечивает повышение качества машин.
Обработку плоских поверхностей можно производить различными методами на различных станках – строгальных, долбежных, фрезерных, протяжных, токарных, расточных, многоцелевых, шабровочных( лезвийным инструментом ); шлифовальных, полировальных, доводочных( абразивным инструментом )[8,9].
1.Обработка плоских поверхностей лезвийным инструментом.Строгание находит большое применение в мелкосерийном и единичном производстве благодаря тому, что для работы на строгальных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов.
Этот метод обработки является весьма гибким при переходе на другие условия работы. Однако он малопроизводителен: обработка выполняется однолезвийным инструментом( строгальными резцами ) на умеренных режимах резания, а наличие вспомогательных ходов увеличивает время обработки. Кроме того, для работы на этих станках требуются рабочие высокой квалификации.
Строгание производится на поперечно-строгальных( при обработке поверхностей небольших размеров ) и строгально-фрезерных станках( для обработке плоскостей относительно больших размеров ).
Фрезерование в настоящее время является наиболее распространённым методом обработки плоскостей. В массовом производстве фрезерование вытеснило применявшиеся ранее строгание.
Фрезерование осуществляется на фрезерных станках, которые делятся на горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные, продольно-фрезерные, барабанно-фрезерные, карусельно-фрезерные и многоцелевые. Более производительными являются станки с ЧПУ.
Существуют следующие виды фрезерования: цилиндрическое, торцовое, двустороннее и трёхстороннее.
Широкое применение в настоящее время находит фрезерование торцовыми фрезами, а при достаточно больших диаметрах фрез ( свыше 90 мм ) – фрезерными головками (торцовыми фрезами со вставными ножами). Это объясняется следующими преимуществами фрезерования этими фрезами перед фрезерованием цилиндрическими фрезами:
- применение фрез больших диаметров, что повышает производительность обработки;
- одновременным участием в обработке большого числа зубьев, что обеспечивает более производительную и плавную работу;
- отсутствием длинных оправок, что даёт большую жёсткость крепления инструмента и, следовательно, возможность работать с большими подачами( глубинами резания);
- одновременной обработкой заготовок с разных сторон.
|
Рисунок 1 - Схема фрезерования торцевой фрезой. |
Одним из наиболее производительных способов фрезерования является обработка плоскостей на карусельно-фрезерных, барабанно-фрезерных станках, что возможно по непрерывному циклу. Как способ сокращения основного времени применяют скоростное и силовое фрезерование. Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей резания при обработке стали до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин, цветных металлов - до 2000 м/мин при небольших подачах на зуб фрезы: 0,05-0,12 мм/зуб – при обработке сталей, 0,3-0,8 мм/зуб – при обработке чугуна и цветных сплавов. Силовое фрезерование характеризуется большими подачами на зуб фрезы.
Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащёнными твёрдосплавными и керамическими пластинами.
Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t 0.1 мм), малыми подачами (Sz = 0.05…0.10 мм) и большими скоростями резания.
Протягивание. Для наружного протягивания применяют преимущественно вертикально-, а также горизонтально-протяжные станки. Протягивание наружных плоскостей благодаря высокой производительности и низкой себестоимости находит всё большее применение в крупносерийном и массовом производстве. Этот метод обработки экономически выгоден, несмотря на высокую стоимость оборудования и инструмента. В настоящее время фрезерование часто заменяют наружным протягиванием.
В массовом производстве для наружного протягивания применяют высокопроизводительные многопозиционные протяжные станки, а также станки непрерывного действия.
Шабрение выполняют с помощью режущего инструмента – шабера – вручную или механическим способом. Шабрение вручную – малопроизводительный процесс, требует большой затраты времени и высокой квалификации рабочего, но обеспечивает высокую точность. Механический способ выполняют на специальных станках, на которых шабер совершает возвратно-поступательное движение. Точность шабрения определяют по числу пятен на площади 25x25 мм (при проверке контрольной плитой ). Чем больше пятен, тем точнее обработка.
Сущность шабрения состоит в соскабливании шаберами слоёв металла (толщиной около 0,005 мм) для получения ровной поверхности после её чистовой предварительной обработки. Шабрение называют тонким, если число пятен более 22 и Ra 0,08 мкм, и чистовыми, если число пятен 6-10, а Ra 1.25 мкм.
2.Обработка плоских поверхностей абразивным инструментом.Шлифование плоских поверхностей осуществляют на плоско-шлифовальных станках с крестовым или круглым столом как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей машин для достижения требуемого качества. В ряде случаев плоское шлифование может заменить фрезерование. Наряду с обеспечением требуемого высокого уровня шероховатости, этот метод обладает серьезными недостатками. Во-первых, вследствие высоких температур резания, в поверхностном слое возникают неблагоприятные остаточные напряжения, возможно возникновение прижогов поверхности. Во-вторых, в результате выделения большого количества абразивной пыли, он является экологически небезопасным. Следует отметить, что при шлифовании металлов, склонных к фазовым превращениям, повышение нагрева шлифуемого изделия может привести к структурным изменениям, обусловливающим появление остаточных напряжений различного знака и в большинстве случаев снижающим эксплуатационные свойства металла поверхностного слоя.
Шлифование плоских поверхностей может быть осуществлено двумя способами: периферией и торцом круга.
Шлифование периферией круга может осуществляться тремя способами: многократными рабочими ходами; установленным на размер кругом; ступенчатым кругом.
При первом способе поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода стола, а вертикальное – после рабочего хода по всей поверхности длины деталей.
При втором способе шлифующий круг устанавливается на глубину, равную припуску, и при малой скорости перемещения стола обрабатывают заготовку по всей длине. После каждого рабочего хода шлифовальный круг перемещается в поперечном направлении от 0,7-0,8 высоты круга. Для чистового рабочего хода оставляют припуск 0,01-0,02 мм и снимают его первым способом. Этот способ применяют при обработке на мощных шлифовальных станках.
При шлифовании третьим способом круг профилируют ступеньками. Припуск, распределённый между отдельными ступеньками, снимается за один рабочий ход.
Шлифование обычно производится с применением СОЖ.
Полирование поверхностей – метод отделочной обработки. В качестве абразивных инструментов применяют эластичные шлифовальные круги, шлифовальные шкурки.
Доводка плоскостей осуществляется на плоскодоводочных станках. Тонкую доводку плоских поверхностей производят притирами при давлении 20-150 кПа, причём чем меньше давление, тем выше качество обработанной поверхности. Скорости при тонкой доводке небольшие (2-10 м/мин). С повышением давления и скорости производительность повышается.
Применение пластического деформирования материала позволяет снизить материалоемкость и повысить надежность и долговечность изделий. В зависимости от назначения метода и пластических деформаций все эти методы можно разделить на три класса [10,13]:
Все методы обработки заготовок пластическим деформированием имеют широкие возможности в управлении параметрами состояния поверхностного слоя деталей машин, а следовательно и их эксплуатационными свойствами. Однако их применение для этих целей требует грамотного и правильного подхода, так как каждый из этих методов имеет вполне определенные экономически целесообразные области применения.
Основной показатель качества машин - надежность определяется эксплуатационными свойствами деталей и их соединений: коэффициентом трения и износостойкостью, жесткостью и прочностью, герметичностью соединений, прочностью посадок [11,12,14] .
Износостойкость определяет способность поверхностных слоев деталей сопротивляться разрушению при трении-скольжении, трении-качении, а также при микроперемещениях, обусловленных воздействием вибраций. Износостойкость во многих случаях можно повысить путём простого изменения вида обработки или даже режима резания или геометрии режущего инструмента. Повышению данного свойства деталей машин способствует предварительное упрочнение металла повехностного слоя, которое уменьшает смятие и истирание поверхностей при наличии их непосредственного контакта, и взаимное внедрение поверхностных слоёв, возникающее при их механическом и молекулярном взаимодействии [6,7,14].
Усталостная прочность — способность деталей машин сопротивляться разрушению в течение определенного промежутка времени при действии на них знакопеременных нагрузок. Данное свойство сильно зависит от шероховатости поверхностей деталей машин. Наличие на поверхности детали, работающей в условиях циклической и знакопеременной нагрузок, отдельных дефектов и неровностей способствует концентрации напряжений, которые могут превысить предел прочности металла. В этом случае поверхностные дефекты и обработочные риски играют роль очагов возникновения субмикроскопических нарушений сплошности металла поверхностного слоя и его разрыхления, являющихся первопричиной образования усталостных трещин. Данное свойство очень сильно зависит от величины, знака и глубины распространения остаточных напряжений поверхностного слоя. Многочисленными исследованиями установлено, что при наличии в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия предел выносливости детали повышается, а при наличии остаточных напряжений растяжения – снижается. Для сталей повышенной твёрдости повышение предела усталости благодаря действию сжимающих напряжений достигает 50%, а снижение его под действием растягивающих – 30% [6,7,8].
График зависимости предела выносливости металлов и сплавов от величины и знак остаточных напряжений свидетельствует о том, что между пределом выносливости и остаточными напряжениями поверхностного слоя существует прямая связь, которая может быть выражена соотношением вида
σ-1=А - Вσост ,
где σ-1 – предел выносливости металла после обработки; σост – остаточные напряжения поверхностного слоя, возникшие в результате обработки, с учётом их знака; А и В – постоянные величины.
Рисунок 2 - Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность деталей из сплава ВТ3-1. |
Теплота, возникающая в зоне резания при механической обработке в определённых условиях вызывает структурные изменения металла поверхностного слоя [7]. Структурные изменения металла при его механической обработке и, в частности, прижоги шлифуемой поверхности являются серьёзной причиной снижения долговечности деталей машин.
Рисунок 3 - Влияние шлифовочного прижога на износ стальных образцов: 1- с прижогом; 2 - без прижога. |
Рисунок 4 - Влияние шлифовочного прижога на предел выносливости стали 40Х: 1 - без прижога; 2 - с прижогом. |
При обработке заготовок резанием под действием прилагаемых сил в металле поверхностного слоя происходит пластическая деформация, сопровождающаяся его наклёпом. Степень и глубина распространения наклёпа изменяются в зависимости от вида и режима обработки и геометрии режущего инструмента. Влияние скорости резания проявляется через изменение теплового воздействия и продолжительности воздействия сил и нагрева на металл поверхностного слоя [7].
Аналогично точению увеличение подачи и глубины резания при фрезеровании повышает степень наклёпа. При встречном фрезеровании наклёп оказывается больше, чем при попутном.
Рисунок 5 - Влияние скорости резания на упрочнение сталей, не претерпевающих структурных изменений, при точении (а) и при фрезеровании (б): 1 - сталь 30ХГС; 2 - сталь 20. |
Значительно увеличивается наклёп при износе режущего инструмента.
Рисунок 6 - Влияние износа фрезы на наклёп поверхности заготовки из стали 20Х13 при встречном (а) и попутном (б) фрезеровании с v=38 м/мин; s=0.05 мм/зуб; t=1мм: 1 - вновь заточенная фреза; 2 - фреза, проработавшая половину периода стойкости; 3 - изношенная фреза. |
Контактная жесткость определяет способность поверхностных слоев деталей, находящихся в контакте, сопротивляться действию сил, стремящихся их деформировать. Контактные перемещения составляют значительную часть в балансе перемещений машин и их узлов. Контактная жесткость оказывает влияние на точность работы приборов, на точность установки деталей на станках, в приспособлениях, на точность обработки и сборки деталей, то есть на качество машиностроительных изделий. Контактная жесткость в значительной степени зависит от качества поверхности сопрягаемых деталей [4,5,7].
Герметичность соединений определяет их способность удерживать утечку газа или жидкости. Анализ результатов исследований показывает, что герметичность соединений наряду с геометрией уплотнения, физико-механическими свойствами его материала и факторами внешнего воздействия также зависит от состояния контактирующих поверхностей: параметров шероховатости, волнистости, макроотклонения и степени упрочнения [11,12,5].
Представляет интерес анализ возможности обоснования технологических методов обработки деталей с обеспечением заданного уровня эксплуатационных свойств поверхностей. В настоящее время возникает необходимость более обоснованного обеспечения требуемых эксплуатационных показателей деталей машин и их узлов на стадии конструкторско-технологической подготовки производства с широким применением для этих целей ПЭВМ [11,12,5].
Корпусные детали имеют две группы ответственных поверхностей, определяющих качественные показатели: отверстия под подшипники и плоские направляющие поверхности. Отклонение от параллельности осей главных отверстий и направляющих поверхностей может составлять около 3 мкм. Отклонение от прямолинейности и параллельности направляющих поверхностей( средняя длина до 1000мм ) 3 мкм, отклонение от цилиндричности главных осей корпусов может быть достигнуто порядка 3 мкм. Такое же значение характерно и для отклонения от прямолинейности осей отверстий.
Типовой технологический процесс изготовления ответственных корпусных деталей предусматривает проведение фрезерных операций только для обдирки перед старением, а на последующих операциях – строгание. Отверстия растачивают на базе предварительно обработанных направляющих поверхностей. Главные отверстия обрабатывают хонингованием или доводкой несколькими притирами. Часто эти операции производят после сборки корпусных деталей с некоторыми сопряженными деталями для создания реальной деформационной картины функционирования готового изделия. Алмазное растачивание и хонингование проводят при вертикальном расположении оси главного отверстия. На базе указанных типовых технологических приёмов возможно дальнейшее повышение качества корпусных деталей.
Конструктивные формы корпусных деталей непосредственно влияют на теплоотвод при растачивании основных отверстий. Он, как правило, приводит к отклонению от соосности. Местный нагрев корпусных деталей вызывает упругий поворот их отдельных элементов и формирование погрешностей. Последовательное растачивание дает более низкие показатели качества, чем одновременное. Наилучшие результаты получены при одновременном растачивании симметричных частей корпусов.
Особенно ощутимо технологическое воздействие на материал корпусных деталей. Установлены количественные соотношения показателей качества деталей и физико-механических, а также химических характеристик материала. Изнашивание корпусов из чугунов одного и того же химического состава, но с различными расстояниями между графитовыми включениями, существенно отличается друг от друга. Следовательно, износом можно управлять, назначая способ получения заготовок и последующую термическую обработку.
Процессом коробления следует управлять на начальных стадиях технологического процесса за счет изменения химического состава чугунов и рационального конструирования литых деталей. Равновесное состояние отливок в свою очередь нарушается при обработке резанием, вследствие чего возникают дополнительные деформации. Например, после черновой обработки одной из корпусных деталей длиной 400 мм возникает прогиб в 0,1 мм. Наиболее эффективный способ борьбы с короблением – регулирование процесса охлаждения отливок, а также процесс низкотемпературного отжига в печах в течение заданного времени. Из сказанного следует, что в современном производстве не удаётся выделить чисто механосборочный предел. Его надо рассматривать в совокупности со всеми этапами производства.
В ходе обработки корпусных деталей возникает опасность искажения формы главных отверстий при закреплении заготовок на металлорежущих станках. Искажения непосредственно связаны с конструкцией детали, но могут быть так велики, что на финишных операциях не поддаются исправлению. Для технологического обеспечения качества корпусных деталей в связи с использованием технологической оснастки необходима экспериментальная отработка в условиях заводских лабораторий схемы закрепления с указанием сил закрепления и координат их приложения. Существенной ошибкой при закреплении корпусных деталей являются последовательный ввод в работу нескольких зажимов. В случае возникает неблагоприятная деформационная картина закрепления, несмотря на кажущееся обеспечение заданных сил и координат их приложения. Необходимо одновременное закрепление во многих местах, предназначенных для приложения сил. Примером может быть зажимное устройство, у которого при вращении рукоятки перемещается поршень гидравлического устройства и давление рабочей жидкости одновременно передаётся по трубопроводам к зона закрепления корпусной детали.
Наивысшую точность обеспечивает схема закрепления, соответствующая схеме закрепления корпуса после сборки его в готовой машине. При этом указанную схему нужно применять не только на финишных операциях, но и на многих предшествующих.
Наиболее ответственной является операция растачивания. Причинами возникновения погрешностей следует считать переменную глубину резания из-за наследственных погрешностей формы, смещение оси расточной оправки относительно оси растачиваемого отверстия и переменную жёсткость по углу поворота и вылету шпиндельного узла расточного станка. В настоящее время разработаны специальные устройства, позволяющие выравнивать жёсткость технологических систем, а также производить более точную настройку станков. Требования же наименьших отклонений формы должны быть указаны для всех технологических операций, а не только для финишных. Отклонения от прямолинейности образующих, а также отклонения формы( отклонения от цилиндричности ) можно прогнозировать расчётом [1,2,3].
Повышение износостойкости деталей является важнейшим резервом роста надежности изделий в эксплуатации, так как именно достижение предельно допустимого износа наиболее ответственных деталей является основной причиной выхода из строя большинства машин.
В связи с этим весьма актуальной задачей является исследование технологических возможностей методов механообработки в повышении износостойкости деталей машин.
Согласно современным представлениям, эксплуатационные свойства деталей, в том числе и износостойкость, взаимосвязаны с целым комплексом параметров состояния поверхностного слоя. Однако, в настоящее время при назначении технологических регламентов механообработки, как правило, учитывается лишь один показатель шероховатости – среднее арифметическое отклонение профиля Ra.
Произведём сравнение различных методов обработки плоских поверхностей по критерию относительного изменения износостойкости с учетом всего комплекса параметров поверхностного слоя и условий механообработки.
Относительный показатель изменения износостойкости устанавливается на основании известного уравнения интенсивности изнашивания, в зависимости от изменения относительных показателей параметров поверхностного слоя, определенных в сравнении с показателями, принятыми за базу, следующим образом:
|
где Rоa - среднее арифметическое отклонение профиля; Wоz - параметр волнистости; Hоmax – максимальное макроотклонение; ?о - коэффициент, учитывающий остаточные поверхностные напряжения; tоm - относительная опорная длина профиля на уровне средней линии; Sоm - средний шаг неровностей; Hо? - поверхностная микротвердость - относительные показатели, определенные по сравнению с базовыми
Относительные показатели рассчитываются на основании сопоставления достижимых параметров поверхностного слоя сравниваемых методов обработки, достаточно широко представленных в справочно-нормативной литературе. Осуществим анализ методов лезвийной, алмазно-абразивной и отделочно-упрочняющей обработок плоских поверхностей, относительные показатели параметров поверхностного слоя которых и соответствующие им относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Относительные параметры поверхностного слоя деталей и относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io при различных методах обработки плоских поверхностей
|
В табл.1 даны относительные параметры состояния поверхностного слоя при фрезеровании, шлифовании и накатывании плоских поверхностей при условии, что за базу для сравнения принято качество поверхностного слоя, достигаемое при торцевом фрезеровании.
На рис. 1 представлены графики зависимости относительных показателей интенсивности изнашивания Io от основных относительных показателей параметров состояния поверхностного слоя - среднего арифметического отклонения профиля Rоa и среднего шага неровностей Sоm при алмазно-абразивной и отделочно-упрочняющей обработках цилиндрических и плоских поверхностей
Рисунок 7 - Влияние относительных параметров поверхностного слоя при алмазно-абразивной - и отделочно-упрочняющей обработке плоских поверхностей. |
Полученные результаты свидетельствуют о существенном повышении интенсивности изнашивания, то есть снижении износостойкости, при использовании шлифования в качестве окончательного метода обработки плоских поверхностей, в сравнении с чистовой лезвийной обработкой.
Использование же методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием –накатывания позволяет повысить износостойкость плоских поверхностей в сравнении с чистовой лезвийной обработкой в 2-5 раз.
Таким образом, предложенная методика позволяет количественно оценивать изменение интенсивности изнашивания деталей машин в зависимости от комплекса параметров поверхностного слоя при различных методах лезвийной, алмазно-абразивной и отделочно-упрочняющей обработокплоских поверхностей. На ее основании количественно обоснован выбор методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием, обеспечивающий гарантированное повышение износостойкости деталей машин.
Качество поверхности деталей машин определяется методами и режимами механической обработки. Его показатели могут быть улучшены путем применения как обычных методов, осуществляемых на оптимальных режимах, так и отделочно-упрочняющих методов обработки.
На финишных операциях механической обработки окончательно формируется поверхностный слой деталей машин. Однако на результат этого формирования оказывают влияние предшествующие операции, включая заготовительные. Это свидетельствует о существовании технологической наследственности.
Технологической наследственностью называют перенесение на готовое изделие в процессе его обработки погрешностей механических и физико-химических свойств исходной заготовки или свойств и погрешностей, сформированных у заготовки на отдельных операциях изготовления детали.
Целенаправленное формирование поверхностного слоя с заданными свойствами является одной из важнейших задач технологического процесса механической обработки заготовок. Припуски на обработку, а также последовательность выполнения операций устанавливают с учетом технологической наследственности так, чтобы сохранить детали положительное качество (наклёп поверхностного слоя, высокую поверхностную твёрдость, остаточное напряжение сжатия и др.) или, наоборот, устранить отрицательные качества – дефектный слой, различные виды отклонения формы и расположения поверхностей, и др.
Управляя финишной операцией, можно получить поверхностный слой, отвечающий требованиям, заданным чертежом и техническими условиями.
Заданные требования достигаются также применением специальных отделочно-упрочняющих методов обработки деталей машин. Эти методы основаны на пластическом деформировании поверхностного слоя; благодаря их применению создаётся наклёп, обеспечивается повышение твёрдости поверхностного слоя, формируется остаточные напряжения сжатия, которые повышают усталостную прочность деталей.
Применение отделочно-упрочняющих методов обработки деталей машин способствует повышению их эксплуатационных свойств, что приводит к сокращению потребности в материалах, запасных частях и, в конечном счёте – к снижению расходов на изготовление и эксплуатацию машин.
В настоящее время применяют ряд методов для придания поверхностным слоям деталей машин соответствующих свойств: химико-термических, поверхностное легирование, поверхностную термическую обработку, покрытие поверхностей твёрдыми сплавами и металлами, металлизацию поверхностей и некоторые другие.
Качество поверхности деталей машин определяется методами и режимами механической обработки. Его показатели могут быть улучшены путем применения как обычных методов, осуществляемых на оптимальных режимах, так и отделочно-упрочняющих методов обработки.
На финишных операциях механической обработки окончательно формируется поверхностный слой деталей машин. Однако на результат этого формирования оказывают влияние предшествующие операции, включая заготовительные. Это свидетельствует о существовании технологической наследственности.
Технологической наследственностью называют перенесение на готовое изделие в процессе его обработки погрешностей механических и физико-химических свойств исходной заготовки или свойств и погрешностей, сформированных у заготовки на отдельных операциях изготовления детали.
Целенаправленное формирование поверхностного слоя с заданными свойствами является одной из важнейших задач технологического процесса механической обработки заготовок. Припуски на обработку, а также последовательность выполнения операций устанавливают с учетом технологической наследственности так, чтобы сохранить детали положительное качество (наклёп поверхностного слоя, высокую поверхностную твёрдость, остаточное напряжение сжатия и др.) или, наоборот, устранить отрицательные качества – дефектный слой, различные виды отклонения формы и расположения поверхностей, и др.
Управляя финишной операцией, можно получить поверхностный слой, отвечающий требованиям, заданным чертежом и техническими условиями.
Заданные требования достигаются также применением специальных отделочно-упрочняющих методов обработки деталей машин. Эти методы основаны на пластическом деформировании поверхностного слоя; благодаря их применению создаётся наклёп, обеспечивается повышение твёрдости поверхностного слоя, формируется остаточные напряжения сжатия, которые повышают усталостную прочность деталей.
Применение отделочно-упрочняющих методов обработки деталей машин способствует повышению их эксплуатационных свойств, что приводит к сокращению потребности в материалах, запасных частях и, в конечном счёте – к снижению расходов на изготовление и эксплуатацию машин.
В настоящее время применяют ряд методов для придания поверхностным слоям деталей машин соответствующих свойств: химико-термических, поверхностное легирование, поверхностную термическую обработку, покрытие поверхностей твёрдыми сплавами и металлами, металлизацию поверхностей и некоторые другие [8].
Таким образом, произведен обзор существующих исследований и разработок, приведены результаты некоторых теоретических исследований по вопросам обеспечения качества обработки плоских поверхностей, рассмотрены пути повышения качества поверхностного слоя. Исследованы эксплуатационные свойства деталей машин, такие как износостойкость, усталостная прочность, герметичность. Исследованы технологические возможности различных методов обработки для повышения износостойкости поверхности.
Рассматриваемая в данной работе тема является достаточно обширной и предоставляет широкие возможности для исследователя. Совершенствование современной техники и интенсификация рабочих процессов в машиностроении приводит к усложнению условий работы машин. В связи с возрастанием требований к эксплуатационным показателям деталей постоянно повышаются требования к их качеству. Все эти факторы определяют перспективность дальнейших исследований качества и поиску новых путей его повышения, как на стадии проектирования, так и изготовления.