Технологические основы формирования точности и качества поверхности при обработке

В зависимости от вида операции на ней может быть достигнута различная точность размеров. Рекомендации по выбору вида операции приведены в специальной литературе, напр. в справочнике технолога машиностроителя. Примерные данные по точности, достигаемой на разных операциях механической обработки приведены в таблице:

Вид операции	Переход	Точность обработки (квалитет)
Заготовительная (литье, ковка, штамповка)		17 - 20
Токарная (фрезерная, расточная)	черновая	12 -14
чистовая	8 - 9
отделочная	7 - 8
Сверлильная	сверление	12 - 13
зенкерование	8 - 9
развертывание	7 - 8
Шлифование	черновое
чистовое	6 - 7
отделочное	4 - 5
Суперфиниширование		4 - 3
Хонингование		5 - 6

Качество поверхности - состояние поверхностного слоя, которое формируется в результате воздействия на него инструмента во время технологических переходов. К параметрам качества относятся:

- шероховатость поверхности;

- твердость и микротвердость;

- структура материала;

- величина, знак и глубина распространения технологических остаточных напряжений.

Шероховатость - отклонение реальной поверхности от идеальной прямой или окружности. Нормируется по нескольким параметрам:

1. Высота микронеровностей (R_z и R_a).

2. Шаг микронеровностей.

3. Длина опорной линии на глубине профиля.

4. Направление следов шероховатости.

Нормирование вышеперечисленных параметров производится по ГОСТ 2789-73.

Пример влияния направления следов шероховатости на износ трущихся поверхностей:

Контроль шероховатости выполняется с помощью:

- эталонов (образцов для каждого вида обработки) - так контролируют до 80% поверхностей в производственных условиях;

- оптических микроскопов;

- профилографов и профилометров (электронных приборов, измеряющих и воспроизводящих на твердом носителе профиль поверхности).

Твердость- способность материала сопротивляться контактным нагрузкам (например, внедрению в него инструмента). Измерение твердости производят специальными приборами - твердомерами. Единицы измерения:

- НRC, HRA - твердость по Роквеллу (измеряется внедрением в материал металлического конического индентора).

- HB - твердость по Бринелю (измеряется внедрением в материал металлического шарика).

Микротвердость ( Н_m ) - характеризует равномерность распределения твердости в поверхностном слое, т.е. равномерность свойств материала в поверхностном слое. Измеряется по размеру отпечатка алмазной пирамиды. Неравномерность микротвердости возникает под действием химических реакций, происходящих при обработке резанием.

Остаточные напряжения возникают под действием режущего инструмента. Оказывают влияние прежде всего на усталостную прочность и износостойкость. Наличие растягвающих технологических остаточных напряжений существенно снижает износостойкость деталей, а наличие сжимающих - наоборот (15% сжимающих остаточных напряжений - в 2 раза выше износостойкость).

Основы проектирования технологических процессов
механической обработки

Основные принципы проектирования технологических процессов (ТП):

1. ТП должен протекать в рациональной организационной форме.

2. ТП должен протекать с полным использованием технических возможностей станка, режущего инструмент и технологической оснастки.

3. ТП должен протекать при оптимальных режимах обработки.

4. ТП должен быть разработан так,, чтобы обеспечивать минимум затрат времени и минимум себестоимости обработки.

Исходные данные для проектирования ТП:

1. Чертеж детали и подробные технические условия на ее изготовление;

2. Сборочный чертеж узла, где работает данная деталь;

3. Известная годовая (месячная, квартальная, суточная) программа выпуска.

Основные стадии проектирования ТП:

1. Анализ технологичности конструкции детали по специальным критериям.

2. Определение типа производства и организационной формы ТП.

3. Расчет величины партии деталей (для серийного производства) или такта выпуска (для массового производства).

4. Выбор вида заготовки и определение размеров основных поверхностей.

5. Определение плана и методов обработки отдельных поверхностей с указанием последовательности (предварительной) технологических переходов.

6. Разработка граф-структуры вариантов технологического процесса с выбором технологического оборудования и определение оптимального варианта.

7. Определение межоперационных припусков и предельных размеров детали по каждому технологическому переходу.

8. Расчет режимов резания.

9. Техническое нормирование операций и определение квалификации (разряда) рабочих.

10. Оформление технологических документов (маршрутных и операционных карт, карт эскизов и схем).