- •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
-
Остаточные напряжения в поверхностных слоях деталей
Возникновение остаточных напряжений в поверхностном слое при обработке заготовок объясняют следующими причинами.
-
В момент контакта инструмента с поверхностью заготовки (например, при шлифовании) выделяется теплота, приводящая к высокому мгновенному локальному нагреву поверхности. Поверхностный слой стремится к расширению, которому препятствуют лежащие ниже более холодные слои материала. Однако в разогретом слое не возникает внутренних напряжений в связи с тем, что модуль упругости металла снижается до минимума, а пластичность возрастает. После охлаждения детали в поверхностном слое, из-за его стремления сжаться, возникают напряжения растяжения, а в нижележащих слоях - уравновешивающие их напряжения сжатия.
-
При контакте инструмента с заготовкой в процессе обработки в поверхностном слое металла протекает пластическая деформация, сопровождающаяся упрочнением и изменением некоторых его физических свойств Деформация приводит к уменьшению плотности металла и к повышению его удельного объёма (£3/кг). Увеличение удельного объёма распространяется только на глубину проникновения пластической деформации и не затрагивает слоев металла, лежащих ниже.
Повышению объёма пластически деформированного металла поверхностного слоя препятствуют связанные с ним недеформированные нижележащие слои. В результате этого в наружном слое возникают сжимающие, а в нижележащих слоях - растягивающие остаточные напряжения.
3. Режущий инструмент (например, резец), снимающий с обрабатываемой поверхности стружку, вытягивает кристаллические зёрна металла подрезцового слоя, которые при этом претерпевают упругую и пластическую деформацию растяжения. Трение задней поверхности инструмента об обрабатываемую поверхность также способствует растяжению кристаллических зёрен металла поверхностного слоя. После удаления режущего инструмента растянутые верхние слои металла, связанные как единое целое с нижележащими слоями металла, приобретают остаточные напряжения сжатия. Соответственно этому в нижележащих слоях развиваются уравновешивающие их остаточные напряжения растяжения.
4. При обработке металлов, склонных к фазовым превращениям, нагрев в зоне резания может вызвать структурные изменения. Например, при шлифовании закалённой на мартенсит стали в связи с неправильным режимом, засаливанием круга и недостаточным охлаждением происходят прижоги, приводящие к образованию на отдельных участках структур тростита или сорбита, имеющих меньший удельный объём, чем структура мартенсита. В отожжённых слоях развиваются остаточные напряжения растяжения, а в смежных с ними - уравновешивающие их напряжения сжатия.
Любая из рассмотренных, или другая причина при обработке может преобладать над остальными и определять характер напряжённого состояния поверхности. Если все причины одновременно влияют в равной мере, то обрабатываемая поверхность оказывается в сложном напряженном состоянии.
В общем случае следует считать, что изменение методов и режимов обработки, способствующих увеличению силового поля и пластических деформаций, продолжительности силового воздействия при обильном охлаждении, приводит к образование на поверхности остаточных напряжений сжатия. Изменения же режимов резания и условий обработки, влекущих за собой повышение мгновенных температур нагрева поверхностного слоя, обусловливают рост остаточных напряжений растяжения (иногда превращение сжимающих остаточных напряжений в растягивающие), Повышение мгновенных температур может быть связано с увеличением скорости резания, засаливания абразивного круга при шлифовании, длительности контакта инструмента с участками обрабатываемой поверхности и снижениями их теплопроводности, ухудшением условий охлаждения к др.