Остаточные напряжения в материале заготовок

Основной причиной появления остаточных напряжений в материале заготовок являются неравномерный нагрев и остывание заготовок. Остаточными напряжениями называют напряжения, которые существуют в заготовке или готовой детали при отсутствии внешних нагрузок. Остаточные напряжения полностью уравновешиваются, их действие на деталь не проявляется. С нарушением равновесия, вызываемого

- Удалением припуска

- Обработкой без снятия стружки

- Термическим воздействием

- Неравномерным нагревом в процессе эксплуатации изделия

Деталь начинает деформироваться до тех пор, пока перегруппировка напряжений не приведет к новому равновесному состоянию.

Конструкторские причины образования остаточных напряжений вызываются в деталях процессами, происходящими в кострукции.

Технологические причины:

- в результате неоднородных объемных изменений вследствие неравномерного нагрева или охлаждения

- В результате фазовых или структурных превращений металла

- В результате пластической деформации при наклепе

Виды остаточных напряжений	Причины возникновения остаточных напряжений	Способы снятия остаточных напряжений
Литейные	Неравномерное остывание разных по толщине отдельных частей заготовки приводит к неравномерной их усадке	1. Естественное старение 2. Искусственное старение 3. Механическое старение: обстукивание пневматическим молотком (малоэффективно_
Ковочные	Неравномерное охлаждение	Отжиг
Сварочные	Неравномерный нагрев и остывание металла	1. Правильное конструирование изделия 2. Рациональный выбор режима сварки 3. Высокотемпературный отпуск (малоэффективно)
При прокатке и волочении прутков	Разная степень деформации наружных (сильнее) и внутренних (слабее) слоев	Отжиг
Термические	1. Неравномерный нагрев и охлаждение деталей 2. Структурные изменения материала	1. Рациональный режим нагрева под закалку 2. Защита тонких стенок изолирующей обмазкой 3. Выполнение закалки и отпуска в приспособлениях 4. Смягчение закалочной среды
При механической обработке	Неравномерный припуск из-за - погрешности установки заготовки - погрешности её формы	1. Предварительный отжиг 2. Правильное построение технологического процесса

Погрешность изготовления режущего инструмента Δин

Работа мерных и фасонных режущих инструментов основана на методе копирования. В силу этого их размер и профиль непосредственно передаются обрабатываемой заготовке.

Мерный инструмент: канавочные резцы, дисковые и пальцевые фрезы для обработки шпоночных пазов, протяжки, сверла, зенкеры, развертки.

Фасонный инструмент: фасонные резцы, фасонные фрезы, специальные протяжки, резьбонарезной инструмент, профильные абразивные круги.

Δин <= 0,1 Т

Определение суммарной погрешности обработки

Под погрешностью обработки понимают величину поля рассеивания размеров

Δ_Σ= ω = A_max - A_min

_ф-лф1

T – коэффициент, который определяет процент риска получения брака при обработке

Р%	0,93	0,69	0,5	0,38	0,27
T	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

 

В машиностроении точность операций считается удовлетворительной, если количество брачных деталей не привышает 0,27 процента.

Лямбда – коэффициенты, зависящие от формы кривых распределения соответствующих первичных погрешностей

Кривая распределения близка к нормальной	λ = 1/9	λ1, λ2, λ3,
Кривая равной вероятности	λ = 1/3	λ4, λ5

Вставить формулу 2

 

Ф-ла3 для диаметральных размеров ε исключается

 

Расчет Δ_Σ должен выполняться при проектировании технологического процесса изготовления детали при разработке наиболее ответственных операций

Назначенные условия выполнения операции позволяют 1. Определить и оценить величину каждой первичной погрешности 2. Установить возможность их уменьшения путем корректировки назначенных условий выполнения операции

Рассчитанная величина Δ_Σ должны быть не больше допуска на размер детали

Δ_Σ <= Т_тех

При этом условии:

- Создается небольшой запас прочности

- Гарантируется работа без брака

- Облегчается и ускоряется внедрение технологического процесса в производство за счет уменьшения количества его доделок и переработок

_________________________________________________________________________
Производственные погрешности

Метод получения размеров пробными проходами

- Используется в единичном производстве

- Припуск снимается за несколько проходов

- После каждого прохода выполняется измерение обрабатываемой поверхности

- По результатам измерения корректируется положение режущего инструмента

- Точность обработки находтся под контролем рабочего

В таких условиях погрешность выполняемого размера является в основном следствием погрешностей формы и выражается:

Ф-ла4

Δу – погрешность формы обработанной поверзхност, получаемая в результате копирования погрешностей заготовки в условиях упругой технологической системы

Εп – погрешность установки режущего инструмента на размер, зависит от квалификации рабочего и вида применяемого измерительного инструмента

Εз- погрешность формы обработанной поверхности, получаемая в результате деформации технологической системы от приложения к ней сил зажима заготовки

Δи – погрешность формы поверхности, получаемая в результате размерного износа режущего инструмента

Δст – погрешность формы обработанной поверхности, возникающая из-за геометрических неточностей станка

Δτ – погрешность формы, вызванные тепловыми деформациями технологической системы

 

Характеристики производственных погрешностей

Первичные погрешности, возникающие при обработке деталей имеют разный характер изменения во времени.

По характеру изменения их можно разделить на три группы:

Закономерно изменяющиеся погрешности – в процессе обработки их величина изменяется по известному закону Δи, Δτ

Постоянные погрешности – возникают в силу конкретных известных причин и остаются постоянными при обработке партии заготовок Δн, Δст, ε_изг.п, ε^п_ст

Случайные погрешности – возникают в результате действия множетсва причин не связанных между собой.

Δу, εб, εз