- •Введение
- •Термины, определения и стандарты
- •Техническое нормирование в механосборочном производстве
- •Элементы теории базирования
- •Основные понятия» термины и определения
- •Частные случаи и примеры базирования заготовок при механической обработке.
- •Разновидности баз.
- •Искусственные технологические базы и дополнительные опорные поверхности
- •Черновые технологические базы
- •Принцип единства (совмещения) баз
- •Принцип постоянства баз
- •Особенности использования технологических баз при обработке заготовок деталей машин
- •Основные сведения из теории размерных цепей
- •Назначение размерных цепей и задачи, решаемые с их помощью
- •Терминология и классификация размерных цепей
- •Методы и примеры расчетов размерных цепей
- •Решение пространственных размерных цепей
- •Качество машин и их элементов
- •Общие сведения о качестве изделий машиностроения
- •Качество деталей машин
- •Технологичность изделий
- •Общие сведения о технологичности и методах её оценки
- •Технологические требования к изделиям машиностроения
- •Технологические требования к деталям машин
- •Технологические требования к поверхностям деталей машин
- •Основные показатели технологичности заготовок деталей машин
- •Количественная оценка технологичности конструкции
- •Дополнительные показатели технологичности конструкции
- •Точность изготовления деталей
- •Погрешности механической обработки и способы достижения точности
- •Метод пробных ходов и промеров
- •Метод автоматического получения размеров на предварительно настроенном станке
- •Другие способы достижения точности обработки
- •Погрешности обработки, возникающие вследствие геометрических погрешностей станков
- •Погрешности, вызываемые неточностью и износом режущего инструмента
- •Погрешности обработки, связанные с деформациями технологической системы под действием сил резания
- •Понятие о жёсткости и податливости технологической системы
- •Методы расчётов погрешностей обработки
- •Влияние жесткости технологической системы на производительность обработки
- •Методы определения жёсткости технологической системы
- •Основные направления в повышении жёсткости технологической системы
- •Погрешности, обусловленные тепловыми деформациями технологической системы
- •Общая характеристика температурных деформаций
- •Тепловые деформации станков
- •Тепловые деформации заготовок
- •Распределение теплоты при механической обработке
- •Тепловые деформации режущего инструмента
- •Погрешности теоретической схемы обработки
- •Статистические методы в технологии машиностроения
- •Понятие о случайных погрешностях и законах их распределения
- •Распределение измеренных размеров валиков с диаметрами в пределах мм
- •Композиции законов распределения и правила суммирования погрешностей
- •Примеры применения закона нормального распределения размеров в технологии машиностроения
- •Возможности применения статистических методов в технологии машиностроения
- •Точечные диаграммы и их применение для исследования точности обработки
- •Настройка станков. Способы и погрешности настройки
- •Общие сведения о настройке и погрешностях настройки станков
- •Настройка станков по пробным деталям
- •Настройка станков по эталонам
- •Преимущества и недостатки способов
- •Погрешности установки заготовок
- •Рассеивание размеров, связанное с погрешностью установок
- •Погрешности базирования
- •Погрешности закрепления
- •Погрешности положения заготовок в приспособлениях
- •Погрешности, вызываемые перераспределением внутренних напряжений в заготовках в процессе их обработки
- •Напряжения в заготовках
- •Напряжения в отливках
- •Напряжения и деформации в других заготовках
- •Определение суммарной погрешности механической обработки
- •Суммарная погрешность при обработке на предварительно настроенном станке
- •Суммарная погрешность при обработке методом пробных ходов и промеров
- •Пути повышения точности механической обработки
- •Задачи технологических служб
- •Расчёт режимов резания, обеспечивающих необходимую точность и высокую производительность обработки
- •Сокращение первичных погрешностей механической обработки
- •Управление точностью обработки
- •Качество поверхностей деталей машин.
- •Общие сведения
- •Геометрические характеристики качества поверхности деталей
- •Возникновение шероховатости на поверхностях деталей машин
- •Влияние геометрии процесса обработки на шероховатость точёных и строганых поверхностей
- •Шероховатость поверхности при цилиндрическом фрезеровании
- •Влияние режима обработки на шероховатость поверхности
- •Влияние геометрии и режима процесса шлифования на шероховатость поверхности
- •Влияние смазывающе-охлаждающей жидкости
- •Влияние вибраций технологической системы на формирование рельефа поверхности
- •Изменение физико-механических свойств поверхностей заготовок в процессе изготовления деталей
- •Состояние поверхностного слоя заготовок
- •Состояние поверхностного слоя деталей
- •Остаточные напряжения в поверхностных слоях деталей
- •Методы исследования свойств поверхностных слоев
- •Влияние качества поверхностей на эксплуатационные свойства деталей машин
- •Понятие о технологической наследственности
- •Припуски на обработку поверхностей
- •Общие сведения о припусках на обработку и их функциях
- •Методы назначения припусков на обработку
- •Расчет величины минимального припуска
- •Промежуточные и исходные размеры заготовок
- •Проектирование технологических процессов
- •Классификация технологических процессов
- •Исходная информация для проектирования технологических процессов
- •Технико-экономические принципы проектирования технологических процессов
- •Последовательность технологического проектирования
- •Определение типа производства
- •Отработка изделия на технологичность и технологический контроль чертежа
- •Выбор заготовки для деталей машин
- •Выбор способов обработки поверхностей и назначение технологических баз
- •Составление технологического маршрута обработки
- •Назначение припусков и уточнение чертежа заготовки
- •Проектирование технологических операций
- •Выбор оборудования и приспособлений
- •Выбор режущего инструмента
- •Последовательность расчётов режимов резания для одноинструментальной обработки
- •Особенности расчётов режимов резания для многоинструментальной обработки
- •Способы расчёта экономичности вариантов технологических процессов
- •Технологическая документация
- •Разработка типовых технологических процессов
- •Основы проектирования групповых технологических процессов
- •Список литературы
- •306012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
-
Тепловые деформации заготовок
При обработке определенная часть теплоты (табл. 9) переходит в заготовку и нагревает её. Разогретая заготовка изменяется в размерах; глубина резания возрастает, и с заготовки снимается припуск больший, чем припуск, предусмотренный настроечным размером. Возникают погрешности обработки.
Таблица 9
Распределение теплоты при механической обработке
Способ обработки |
Количество теплоты, переходящее при обработке, % реходящее при обработке, % |
|||
в заготовку |
в стружку |
в инструмент |
в окружающую среду |
|
Точение: |
|
|
|
|
Обычное |
3...9 |
50...80 |
I0...40 |
1 |
Скоростное |
до 3 |
90 и более |
I...2 |
|
Сверление |
52,5 |
28 |
14,5 |
3 |
Количество теплоты, поглощённое заготовкой, зависит от режима и особенностей обработки. Увеличение скорости резания и подачи способствует уменьшению, а увеличение глубины резания - увеличению количества теплоты, переходящей в заготовку. Большее количество теплоты переходит в заготовку при растачивании горизонтально расположенных отверстий в металле с сыпучей стружкой; часть теплоты из стружки - в заготовку. Зная количество теплоты, переходящее в заготовку Q , Дж, удельную теплоёмкость С , Дж/кг·К и плотность ρ, кг/м3, материала, а также объём заготовки V, м3, можно рассчитать среднюю температуру нагрева заготовки, К:
/(CρV),
и тепловое расширение (деформацию) заготовки в направлении интересующего нас линейного размера £ , мм ,
£=£,
где - коэффициент линейного расширения материала заготовки.
Величина и направление (или форма) деформаций во многом зависят от конструкции заготовки, от способа обработки поверхности, от применяемого инструмента и пр. Например, при точении сплошная цилиндрическая заготовка нагревается медленно перемещающимся вдоль оси кольцевым источником тепла. Скорость перемещения источника тепла равна минутной подаче проходного резца.
В процессе обработки можно проследить три перехода распространения тепла и развития тепловых деформаций заготовки:
-
первый определяется небольшим нагревом заготовки, так как слои металла перед резцом холодные;
-
второй (установившийся) характерен тем, что тепловые деформации возрастают до определенного уровня и остаются постоянными на большей части длины заготовки;
-
третий (завершающийся) характеризуется повышением температуры остающегося участка заготовки из-за отражения тепловой волны от ее торца (на границе раздела двух сред). Тепловые деформации на этом этапе возрастают. Температурное поле обрабатываемой заготовки и схематическое изображение формы детали после ее охлаждения приведено на рис.62.
Температурные погрешности размеров и формы могут достигать заметной величины, соизмеримой с допуском на обработку по 7-8 квалитетам точности. Например, при обработке чугунной станины длиной 2000 мм и высотой 600 мм нагревание её с одной стороны (со стороны обработки) всего на 2,4°С вызвало прогиб по всей длине, равный 0,02 мм; непрямолинейность станины составила 0,01:1000. В меньшей степени разогреваются заготовки объемных, массивных деталей, а применение обильного охлаждения позволяет и вовсе устранить нагрев. Вэтих случаях температурные деформации незначительны, и их влияние на точность обработки можно не учитывать.