Основы технологии машиностроения

В конструкторской документации, в случаях необходимости, оговариваются направления шероховатости на поверхности изделия. Это учитывается при разработке конструкции для уменьшения процесса изнашивания.
Рисунок 9 Маленькая шероховатость отвечает за высокую точность, предъявляемую к детали. Это объясняется тяжелыми условиями работы трущихся поверхностей и необходимостью заданных результатов. Шероховатость поверхности отвечает за характер сопряжения и несет ответственность в процессе сборки узла и влияет на эксплуатационные характеристики изделия. В процессе эксплуатации зазор, как правило, увеличивается, а натяг уменьшается, что, впоследствии, отрицательно сказывается на работе механизма.
Низкая шероховатость не редко используется для придания внешнего вида изделию, эстетическому и эксплуатационному порядку.
Как правило, шероховатость назначается в соответствии с назначением изделия. Если нет каких-либо определенных заданных условий, то шероховатость рекомендуется не устанавливать, что снизит трудоемкость изготовления изделия, затраты на производство и прочие факторы. В случаях появления на обрабатываемых поверхностях дефектов, деталь подвергает бракованию, так как шероховатость изначально подразумевает гладкую поверхность без задиров, трещин, раковин и прочих дефектов.
ГОСТ 2789 устанавливает требования к шероховатости поверхности независимо от способа ее получения или обработки.
Припуски на механическую обработку
Для получения необходимой эксплуатации механизма, все рабочие поверхности должны отвечать предъявляемым требованиям к точности заданных размеров, шероховатости поверхностей, которые не могут быть получены при заготовительном производстве. Именно с этим связано появление припусков на обработку детали. Припуск имеет место быть для снятия его на металлообрабатывающих станках для получения необходимых размеров и обеспечения заданной шероховатости.
Припуски делят на: общие и межоперационные (см. рис. 10).
Общий припуск на обработку соответствует сумме межоперационных при пусков по всем технологическим операциям.
Межоперационный – соответствует сумме припусков, отведённых на черновой, получистовой и чистовой проходы на данной операции.
Рисунок 10 В определенных случаях используют двусторонний припуск, когда имеются цилиндрические поверхности, но наиболее часто используют припуски на сторону. Пример двустороннего припуска представлен на рис. 11.
Рисунок 11 Припуски, используемые для механической обработки деталей, имеют важную роль, так как их числовое значение влияет на технологический процесс изготовления и качество выпускаемой продукции. При разработке деталей необходимо уменьшать припуски, чтобы они были не только достаточными для дальнейшей работы и с меньшими затратами трудоемкости. Таким образом, припуски не должны быть слишком большими, учитывать технологию изготовления и соответствовать необходимым параметрам, в соответствии с которыми достигается необходимая точность детали или заготовки при прочих требуемых условиях.
Припуски назначаются для механической обработки опытно-статистически или расчетно-аналитически.
Сущность опытно-статистического метода (представленного в данном справочном пособии) состоит в том, что численные значения общего припуска и его распределение по операционным составляющим осуществляют по нормативным таблицам в зависимости от методов получения заготовок, геометрических форм и конструктивных размеров деталей. В этих случаях припуски оказываются безусловно гарантированными, но в то же время несколько завышенными. С таким положением практические работники соглашаются и ищут пути компенсации затрат на удаление больших припусков в интенсификации механической обработки.
Припуски устанавливаются ГОСТом 26645 «Отливки из металлов и сплавов. Величины припусков зависят от различных факторов, от способа получения заготовки, типа материала или сплава, методов получения заготовки.
механическая структура поверхности
В наиболее общем случае поверхностью (поверхностным слоем) деформированного тела (элемента, детали) считается внешний слой, который имеет строение и физические, механические, трибологические и прочие свойства, отличающиеся от свойств слоев, расположенных глубже (основание). Необходимо учесть, что поверхностный слой, его свойства, которые были получены при обработке, имеют место от непосредственной технологии, которая создает поверхности определенные свойства. Эти свойства не постоянны, они изменяются не только от воздействия внешних параметров (например, окружающая среда), но и в результате работы изделия (эксплуатационные нагрузки).
Структура, обрабатываемого слоя, получается в результате обрабатывания заготовки. Пример структурного поверхностного слоя представлен на рис. 12, который состоит из нескольких и более слоев, в котором участвуют основные и дополнительные слои различного характера. Такие слои называются покрытием.
Поверхностные слои, которые отличаются от основного слоя получаются в результате различных последовательных технологических операций, такие как, точение, шлифование, закалка и прочее. Получаемые в процессе обработки заготовки слои могут иметь различные свойства, они могут быть как упрочняющими, так и разупрочняющие, в зависимости от технологической операции и воздействующих нагрузок.
Комплекс свойств, который деталь или заготовка приобретает в процессе механической обработки называют качеством поверхности. И зависит от таких аспектов: геометрическая структура, физико-химические и механические свойства.
Поверхности изделий, которые получаются в результате обработки, имеют определенную поверхность, которая всегда является неидеальной. Отклонения, которые получены, описываются геометрическими характеристиками. Различают три вида отклонений: макрогеометрические, волнистость поверхности, микрогеометрические (шероховатость). Изменения формы получаются в результате некачественного процесса обработки материала, который контролируется различным мерительным оборудованием.
Рисунок 12 Внутреннее состояние поверхностного слоя является металлографической структурой: макро- и микроструктуры. Макроструктура может быть рассмотрена невооруженным взглядом. В то время, как микроструктура поверхностного слоя может быть обнаружена только с помощью специального оборудования (например, микроскоп). Металлографическая структура влияет на свойства такие, как механические, химические, электрохимические и прочие.
Материалы, как правило, имеют кристаллическое строение, которое имеет определенное расположение элементарных частиц. Получаемая структура в значительной степени изменяется от способа обработки. Приобретаемый слой получает структуру исходную или производную. Исходная структура получается в результате изготовления металла или сплава. Производная – результат технологической обработки заготовки. Локально структура может иметь дефекты (несовершенства) материала: микротрещины, щели, поры, включения разного вида, вырывы, шаржированные (вдавленные) твердые частицы и т.д.
Одним из свойств материала является твердость. Твердость это условный параметр, который имеет своей характеристикой недопускание образования трещин. Твердость образуется в результате обработки (например, термической).
Хрупкость – это свойство материала разрушаться под действием внешней нагрузки без заметных пластических деформаций. Хрупкость зависит от ряда параметров, в первую очередь от материала, а также от вида упрочнения, воздействия внешних условий и прочее.
Вязкость является противоположным свойством хрупкости, которая характеризует пластические свойства изделия без разрушения, с сохранением первоначальных свойств.
В результате различных видов обработки материалов могут появляться различные виды напряжений, которые называются остаточными. Остаточными напряжениями являются : закалочные (результат воздействия термических нагрузок), литейные (кристаллизация материала), сварочные (воздействие высоких температур)
С внешними факторами имеется непосредственная связь поверхностного слоя металла или изделия в целом. Поверхностный слой претерпевает нагрузки как физические, так и химические. Эксплуатационные свойства слоя претерпевают изменения в результате воздействия внешних влияний, это могут быть механические нагрузки, окружающая среда, фрикционные нагрузки, а так же и все эти факторы суммарно.
С целью исследования состояния поверхностей трения и структуры поверхностных слоев применяют различные физические методы. Наиболее известными и распространенными являются: а) оптическая и электронная микроскопия; б) электронная, рентгеновская и тепловая нейтронная дифракция; в) електронно- зондовый анализ, лазерный и ионный микрозондаж; г) эмиссионная ОЖЭ (Аугера) и абсорбционная спектроскопия.


Список использованной литературы
Махаринский Е.И., Горохов В.А., Основы технологии машиностроения: Учебник. –Мн: Выш. шк.,1997
Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения. ГОСТ 21495 – 76 – М.: Издательство стандартов, 1976. – 35с.
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник 2-е изд., испр. Спб.: Издательство «Лань», 2008. – 512 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
Аришинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Учебник для машиностроительных техникумов. - М.: Машиностроение, 1976. - 440с.
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник 2-е изд., испр. Спб.: Издательство «Лань», 2008. – 512 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
Махаринский Е.И., Горохов В.А., Основы технологии машиностроения: Учебник. –Мн: Выш. шк.,1997
Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения. ГОСТ 21495 – 76 – М.: Издательство стандартов, 1976. – 35с.
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник 2-е изд., испр. Спб.: Издательство «Лань», 2008. – 512 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
Махаринский И.И., Горохов В.А. Основы технологии машиностроения: Учебник. – Мн.: Высшая школа, 1997. – 423с.
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник 2-е изд., испр. Спб.: Издательство «Лань», 2008. – 512 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник 2-е изд., испр. Спб.: Издательство «Лань», 2008. – 512 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник 2-е изд., испр. Спб.: Издательство «Лань», 2008. – 512 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
Аришинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Учебник для машиностроительных техникумов. - М.: Машиностроение, 1976. - 440с.









2