Пути уменьшения остаточных напряжений

Снятие или уменьшение остаточных напряжений в отливках достигают естественным, искусственным старением и некоторыми методами механического воздействия,

Естественное  старение -  длительное вылеживание заготовки на воздухе (до 6…12 месяцев).

Искусственное старение целесообразно для снятия остаточных напряжений в мелких и средних отливках. Оно заключается в медленном нагреве (60…150 °С/ч) заготовок до 500...600°С, выдержке их при этой температуре в течение 1..6 ч (в зависимости от размеров заготовок) и последующем медленном охлаждении с печью до 150…200°С.

Затем охлаждение можно осуществлять ускоренно – на открытом воздухе. Для снятия остаточных напряжений в поковках и штамповках применяют отжиг.

Сварочные напряжения, возникающие в деталях и узлах в результате  неравномерного нагрева и остывания металла в процессе сварки, можно устранить путём их последующего высокотемпературного отпуска (600 650 °С). Однако после этого они не возвращаются к исходной форме, а напротив могут получить новые деформации, которые часто превышают имевшиеся до отпуска.

Напряжения от наклёпа, возникающие при холодной обработке металла методом пластической деформации, а также при обтачивании заготовок из проката с неравномерным съёмом припуска, можно устранить путем отжига заготовок.

Остаточные напряжения, возникающие при механической обработке, в основном зависят от режимов обработки.

Остаточные напряжения при холодной правке у гладких и ступенчатых валов возникают вследствие пластического изгиба в процессе правки заготовок. При снятии нагрузки заготовка частично восстанавливает имевшуюся ранее искривленность. Поэтому прогиб при правке должен быть несколько больше стрелы изогнутости.

 

 

Контрольные вопросы.

1 Возможно ли за счёт уменьшения и распределения тепловых потоков повысить точность обработки?

2 Какие остаточные напряжения возникают при разных этапах и видах технологического процесса?

3 Назовите методы снятия или уменьшения остаточных напряжений литой       заготовки.

 

Урок № 4

Тема 1.1. Погрешности механической обработки и методы достижения точности на стадии внедрения технологических процессов

ТЕМА УРОКА: «Погрешности, вызванные неточностью изготовления, установки и износом инструмента».

ПЛАН УРОКА:

 

1 Наладка инструмента

2 Установка инструмента на станке

3 Изнашивание инструмента

 

ЗАДАНИЕ НА ДОМ: [4. с. 120 - 128]

УРОК № 4.   ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ.

Наладка инструмента

Точность изготовления инструмента регламентирована государственными стандартами. При работе мерным и профильным инструментом, который копирует свои размеры, на обрабатываемой заготовке, решающее значение отводится точности изготовления инструмента. В большинстве случаев наладка инструмента оказывает существенное влияние на точность получаемых размеров.

Наладкой называют подготовку оборудования и оснастки к выполнению технологической операции, подналадкой - дополнительную регулировку для восстановления достигнутых при наладке значении заданных параметров. Основными методами размерной наладки и подналадки являются:

• обработка пробными проходами и измерениями;

• обработка пробных партий заготовок;

• наладка на размер инструментов непосредственно на станке (по шаблонам, эталонам и специальным приспособлением);

• наладка инструмента на размер вне станка (предварительная наладка);

• автоматическая наладка и подналадка положения режущего инструмента на станке с помощью специальных устройств.

При анализе точности обработки следует учитывать каким методом обеспечивается точность обработки: методом пробных проходов и измерений (единичного получения размеров), методом автоматического получения размеров на настроенном станке, методом автоматической подналадки.

Метод единичного получения размеров применяют на универсальных станках в мелкосерийном и единичном производствах. В этом случае заданная точность обработки обеспечивается путем постепенного приближения фактических размеров к заданным, корректируя положение инструмента после пробного снятия стружки.

В условиях массового и крупносерийного производства инструмент настраивается один раз для обработки партии заготовок (метод получения размеров на настроенных станках). Обработка с автоматической подналадкой обычно осуществляется на финишных станках.

При обработке пробными проходами и измерениями припуск с заготовки снимается в несколько проходов, измерение проводят в начале и в конце каждого прохода для внесения поправки в положение резца. При такой обработке можно достигнуть высокой точности и качества даже при нежестком оборудовании.

В условиях серийного и массового производства обработка осуществляется на настроенных на размер инструментах. Наладка проводится таким образом, чтобы центр рассеяния размеров был расположен в той части установочного поля допуска, которая обеспечивала бы использование всего поля допуска, т. е. компенсировала размерный износ инструмента. Для этого рассчитывают наладочный размер и при каждой смене инструмента вносится постоянная погрешность установки инструмента, значения которой приведены в табл. 1.

 

Таблица 1

Способ установки инструмента	Погрешность установки инструмента при его смене, мкм
Установка резца по эталону	5...70
Установка резца по жесткому упору	10...50
Установка резца по индикаторному упору	10...20
Установка неперетачиваемой пластины	20...25

 

На рис. 1 показана принципиальная схема наладки осевого инструмента на станке. Наладочный размер L_H  создается за счет установки вылета инструмента от торца шпиндельной головки станка. Такая наладка не обеспечивает высокой точности и её применяют для инструмента, работающего на проход.

 

 

Рисунок 1 - Схема наладки осевого инструмента на станке:

1 - центрирующие призмы; 2 - контрольный стержень; 3- контрольный
упор; 4 - гайки

Наладка на размер непосредственно на станке может производится по эталонам и шаблонам, что обеспечивает быструю первичную установку инструмента. При необходимости более точной установки используют специальные приспособления, по которым (например, с помощью индикатора для оценки положения эталона) проводится предварительная настройка приспособления по шаблону (рис. 2), а затем с помощью индикатора 2 и подвижного пальца 3, установленных на приспособлении 7, осуществляют наладку червячной фрезы 4 на заданный размер.

Рисунок 2 - Схема наладки червячной фрезы на глубину резания:

1 - приспособление; 2 – подвижный палец; 3 - индикаторный прибор; 4 - червячная фреза

Широкое распространение получили инструменты с механическим креплением неперетачиваемых пластин, их поворот обеспечивается с точностью 0,01...0,025 мм в зависимости от способа крепления пластин.

На рис. 3 показан пример наладки на заданный размер L_H вне станка, который проводится с помощью специальных приспособлений. Чтобы обеспечить взаимозаменяемость резцов, в торец резца 7 ввертывается компенсационный винт со сферической головкой 3, который закрепляется контргайкой 2. За счет компенсационного винта достигается заданный наладочный размер.

 

 

Рисунок 3 - Схема наладки резцов на заданный размер L_H вне станка:

 1 - резец; 2 - контргайка; 3 - сферическая головка

 

 Количество подналадок п, которое требуется провести за период стойкости режущего инструмента, определяется отношением общей стойкости инструмента по его режущей способности Т₀ к размерной стойкости Т_р, т. е.

При каждой смене или регулировке режущего инструмента невозможно обеспечить его установку так, чтобы он занимал совершенно одинаковое и постоянное положение на станке.