- •ТЕХНОЛОГИЯ
- •МАШИНОСТРОЕНИЯ
- •ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
- •1. Производственный и технологический процессы
- •2. Производственный состав машиностроительного завода
- •2. Точность при различных способах обработки
- •3. Определение погрешностей обработки методом математической статистики
- •3. Критерии и классификация шероховатости поверхностей
- •5. Способы оценки шероховатости поверхностей
- •2. Припуски на обработку деталей машин
- •3. Подготовка заготовок для механической обработки
- •4. Нормирование при многостаночной работе
- •5. Методы и порядок определения нормы времени по элементам
- •6. Определение подготовительно-заключительного времени
- •7. Расчет основного (технологического) времени
- •8. Определение вспомогательного времени
- •10. Определение квалификации работы
- •1. Основные направления в технологии машиностроения
- •2. Основные требования к технологическому процессу механической обработки *
- •3. Исходные данные для проектирования и основные вопросы, подлежащие решению при проектировании технологических
- •процессов
- •4. Организационная форма выполнения технологического процесса и величина партии деталей
- •6. Установление плана и методов обработки
- •8. Установление режима резания
- •9. Определение элементов режима резания при многоинструментной обработке
- •11. Оценка технико-экономической эффективности технологического процесса
- •МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
- •6. Методы получения отверстий малых диаметров
- •2. Обработка плоских поверхностей фрезерованием
- •3. Обработка плоских поверхностей протягиванием
- •4. Обработка плоских поверхностей шлифованием
- •6. Особенности обработки плоскостей у крупных литых деталей сложной формы
- •2. Обработка фасонных поверхностей фрезерованием, строганием и протягиванием
- •3. Контроль шлицевых валов и отверстий
- •2. Технологические процессы комплексной обработки поверхностей деталей на токарных полуавтоматах
- •3. Технологические процессы комплексной обработки поверхностей деталей на токарных автоматах
- •1. Обработка станин
- •1. Обработка шатунов
- •2. Обработка поршней
- •1. Заготовки и материал зубчатых колес
- •2. Технические условия на изготовление зубчатых колес
- •3. Технологические методы обработки зубчатых колес
- •ТЕХНОЛОГИЯ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
- •1. Изделие и его элементы
- •2. Стационарная и подвижная сборка
- •3. Автоматические устройства и автоматические линии для сборки
- •1. Статическая и динамическая неуравновешенность деталей
- •2. Станки для статической и динамической балансировки
- •2. Покрытие смазывающими веществами
личины допустимого износа, остается весьма малой. Это приводит к сокращению срока службы машины.
Повышение качества трущихся поверхностей увеличивает срок службы машины, удлиняет их долговечность.
К а ч е с т в о н е п о д в и ж н ы х с о е д и н е н и й . Для получения прочного неподвижного соединения двух деталей необхо димо, чтобы класс шероховатости был достаточно высок, т. е. микро неровности были возможно меньше. При запрессовке гребешки сми наются и диаметры сопрягаемых деталей изменяются: у вала диа метр становится меньше предварительно измеренного (по вершинам гребешков), у отверстия — больше. Сила запрессовки и натяг полу чаются меньше, чем рассчитывалось, так как при расчете исходили из размеров, измеренных по вершинам гребешков. При более чистой поверхности сопрягаемых деталей, когда высота гребешков весьма мала, надежность и качество неподвижной посадки увеличиваются.
При повторных запрессовках гребешки сглаживаются, натяг уменьшается и соединение делается слабым.
П р о ч н о с т ь д е т а л е й . Качество поверхности в значи тельной мере влияет на прочность деталей, особенно при переменных нагрузках. Концентрация напряжений, вызывающая разрушение детали, происходит вследствие неровностей ее поверхностей. Высо кая чистота поверхность, полученная в результате отделочных операций, значительно повышает усталостную прочность, так как чем меньше микронеровности, тем меньше возможность появления поверхностных трещин от усталости металла.
С о п р о т и в л е н и е к о р р о з и и . Коррозия поверхностей металлических деталей вызывается действием газов, жидкостей, ат мосферным влиянием. Чем больше шероховатость обработанной по верхности, тем активнее воздействие коррозии. Антикоррозионная стойкость значительно повышается с улучшением качества поверх ности.
На грубошероховатой поверхности вещества, вызывающие кор розию, осаждаются во впадинах и углублениях; коррозия распростра няется в направлении основания гребешков, в результате чего они под воздействием силы трения отрываются от поверхности, образуя но вые впадины и выступы, и таким образом появляются новые очаги
коррозии |
и разрушения. |
т р е б о в а н и я . |
|
Д р у г и е |
э к с п л у а т а ц и о н н ы е |
Требования высокой чистоты поверхности вызываются иногда осо быми условиями работы деталей машин (например, лопаток турбин) или приборов и измерительных инструментов, особыми требованиями
кплотности соединений, декоративной отделке, содержанию в чистоте.
3.Критерии и классификация шероховатости поверхностей
Критерии оценки и классификация шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789—73. Приведем основные определения и тер мины, регламентированные этим стандартом.
Под |
ш е р о х о в а т о с т ь ю |
поверхности, |
получающейся |
в |
ре |
||
зультате |
обработки, |
понимается |
совокупность |
неровностей с отно |
|||
сительно малыми шагами, |
образующих рельеф поверхности |
и |
рас |
||||
сматриваемых в пределах |
участка, длина которого выбирается в зави |
||||||
симости от характера поверхности и равна базовой длине. |
|
|
|||||
|
4. |
Параметры |
и определения |
|
|
||
Базовой линией |
является так называемая |
с р е д н я я |
|
ли |
ния профилей, проведенная таким образом, что в пределах базовой длины 5 сумма квадратов расстояний точек измеряемого профиля до этой линии минимальна (рис. 35). Базовая длина 5 — длина линии,
Рис. 35. Рельеф поверхности (по ГОСТ 2789—73)
в пределах которой производится оценка параметров шероховатости (з = 0,01 до 25 мм). а — среднее арифметическое отклонение про филя равно среднему арифметическому из абсолютных значений от клонений профиля Н от средней линии в пределах базовой длины 5:
Ь |
п |
|
# а = —■^ | к | йх или приближенно Яа « |
| |
| . |
а |
‘— I |
|
|
п |
|
Я.г — высота неровностей по десяти точкам — это среднее |
расстояние |
между пятью высшими Н и пятью низшими точками измеряемого про филя в пределах базовой длины I:
(Нх + Н3+ Н 5 -(- Я7 + Я6) — (Я2 + |
-|- Не + #8 + Н ы ) |
(29) |
|
|
5
#
Наибольшая высота неровностей — # шах .
Средний шаг неровностей зт — среднее значение шага неровностей в пределах базовой длины:
|
2 |
|
(30) |
|
/=1 |
|
|
где п — число шагов в пределах базовой длины. |
значение |
||
Средний шаг неровностей по вершинам 5 — это среднее |
|||
шага неровностей по вершинам в пределах базовой длины: |
|
||
|
П |
|
|
|
5 = 2 |
5|- |
(30') |
|
1 = 1 |
|
|
Опорная |
длина профиля 17 — сумма длин отрезков, отсекаемых на |
||
выступах |
измеряемого профиля линией, эквидистантной средней ли |
||
нии, в пределах базовой длины в: |
|
|
|
|
V = 2 |
Ы’ |
|
|
1=1 |
|
|
где Ы — длина отрезка, отсекаемого на выступе измеряемого профи ля линией, эквидистантной средней линии, в пределах базовой дли ны; п — число отрезков, отсекаемых на выступах измеряемого про филя линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой дли ны. Относительная опорная длина профиля 1Р — отношение опорной *длины профиля к базовой длине:
П
где т] — опорная длина профиля; 5 — базовая длина.
Линия, эквидистантная средней линии, проводится на расстоянии р от верхней линии выступов. Величина р задается в процентах от /?тах. ГОСТом регламентируются параметры: з = 0,01 25мм; Яа = = 2,5 0,02 мкм\ Я2 = 320 -т- 0,025 мкм\ зт и з = 10 -г- 0,002 мкм;
— 5 -г- 90%, а также направление неровностей. Требования к ше роховатости устанавливаются по одному или нескольким парамет рам шероховатости. Для 6—12-го классов основной является шкала /?а, а для 1—5, 13 и 14-го классов — шкала Яг (табл. 5). 6—14-й классы делятся на разряды, которые обозначаются буквами а, б, в.
При измерении шероховатости -различные дефекты поверхности (царапины, раковины и т. п.) не учитываются.
Для обозначения всех классов шероховатости поверхности со гласно ГОСТ 2.309—68 был установлен один знак — равносторонний треугольник А ’; рядом с ним указывается номер класса или номер класса и разряд, например Д7; Д7б.
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 5 |
Классы шероховатости поверхности по ГОСТ 2789—73 |
||||||||
Класс шерохова* |
Среднее арифметическое |
Высота неровностей |
Базовая |
|||||
гости ' |
|
отклонение профиля |
К , |
в м к м |
длина $ в м м |
|||
поверхности |
|
/?а в м к м |
|
|
|
|
||
, |
|
|
|
От 320 ДО 160 |
8 |
|||
2 |
|
|
|
» |
160 |
» |
80 |
|
3 |
|
|
|
» |
80 » |
40 |
|
|
4 |
|
|
|
» |
40 » |
20 |
2,5 |
|
5 |
|
|
|
» |
20 |
» |
10 |
|
6 |
От 2,5 |
до |
1,25 |
|
|
|
0,8 |
|
7 |
» |
1,25 |
» 0,63 |
|
|
|
||
8 |
» |
0,63 |
» |
0,32 |
|
|
|
|
9 |
» |
0,32 |
» |
0,16 |
|
|
|
0,25 |
10 |
» |
0,16 |
» 0,08 |
|
|
|
||
11 |
» |
0,08 |
» |
0,04 |
|
|
|
|
12 |
» |
0,04 |
» |
0,02 |
|
|
|
|
13 |
|
|
|
» |
0,1 |
» |
0,05 |
0,08 |
14 |
|
|
|
» 0,05 |
» |
0,025 |
||
|
|
|
|
С 1 января 1975 г. на «Обозначение шероховатости поверхностей» введен ГОСТ 2.309—73 (вместо ГОСТ 2.309^-68), в котором знаки ше роховатости сопровождаются иногда числовыми, значениями парамет ров шероховатости К3, З т и размером базовой длины.
По ГОСТ 2.309—73 значения параметров (ГОСТ 2.789—73), нор мирующих требования к шероховатости поверхности, указывают на чертежах с одним из условных графических знаков, обозначающих:
__ у |
Шероховатости |
поверхности |
после удаления |
с нее материала |
||||
\ / |
(точением, |
фрезерованием, |
шлифованием, |
полированием, |
||||
V |
травлением |
и |
т. п.). |
|
|
|
|
|
V |
Шероховатость поверхности, образованной литьем, ковкой, |
|||||||
прессованием, волочением и т. п. |
|
|
|
|||||
V / |
Метод образования поверхности не устанавливается. То же, |
|||||||
при указании |
базовой |
длины (под |
горизонтальной |
пря- |
||||
V |
мой). |
|
|
|
|
|
|
|
Приведем примеры. |
|
шероховатость, |
ограничиваемая |
зна |
||||
На |
рис. 36, а |
обозначена |
чением к 3 не более 0,63 мкм на базовой длине 0,25 мм. Метод образо вания поверхности не устанавливается.
На рис. 36,6 обозначена шероховатость, ограничиваемая Яг в пределах от 20 до 32 мкм на базовой длине 0,8 мм. Поверхность обра зована без удаления материала.
На рис. 36, в обозначена шероховатость, нормируемая номиналь ным значением 8 т, равным 0 ,2 мм, с предельными отклонениями Нг20% на базовой длине 2,5 мм. Поверхность образована удалением материала.
Рис. 36. Обозначение шероховатости по ГОСТ 2.309—73
В некоторых случаях требования к шероховатости поверхностей изделия придется нормировать не одним, а двумя или, может быть, тремя параметрами по ГОСТ 2789—73. Такая возможность преду смотрена стандартом ЕСКД. Например, на рис. 36, г указано, что шероховатость данной поверхности ограничена значениями /?а в пре делах от 0,32 до 0,63 мкм на базовой длине 2,5 мм и значением 8 т не более 0 ,2 мм на базовой длине 8 мм.
На рис. 36, д указаны требования к шероховатости поверхности, нормируемой значением не более 20 мкм, которое следует опре делять в соответствии с ГОСТ 2789—73 на базовой длине 2,5 мм (табл 6).
Т а б л и ц а 6
|
Классы и разряды шероховатости |
поверхности |
по |
|||
|
|
ГОСТ 2789—73 |
|
|
||
|
Среднее арифметическое отклонение |
Высота неровностей |
||||
|
|
профиля # а в м к м |
|
|
Я г в м к м |
|
шероховатости |
а |
б |
1 |
Разряды |
1 а |
б |
|
в |
|||||
|
|
|
I |
|
| |
1 |
|
|
|
|
не более |
|
|
6 |
2,5—2,0 |
2,0—1,6 |
1,6—1,25 |
|
|
|
7 |
1,25—1,0 |
1,0—0,8 |
0,8—0,63 |
|
|
|
8 |
0,63—0,5 |
0,5—0,4 |
0,4—0,32 |
|
|
|
9 |
0,32—0,25 |
0,25—0,20 |
0,20—0,16 |
|
|
|
10 |
0,16—0,125 |
0,125—0,10 |
0,10—0,08 |
|
|
|
11 |
0,08—0,063 |
0,063—0,05 |
0,05—0,04 |
|
|
|
12 |
0,04—0,032 |
0,032—0,025 0,025—0,02 |
|
|
13 |
|
0,1—0,08 |
0,08— |
0,063— |
14 |
1 |
0,05— |
0,063 |
0,05 |
0,04— |
0,032— |
|||
|
0,04 |
0,032 |
0,025 |
|
|
|
Измерение шероховатости поверхности при помощи измерительных приборов должно производиться в направлении, которое дает наи
большее значение /?а или , если в технических условиях на данное изделие не указано определенное направление измерения шерохова тости.
Приведем примерные данные, которыми можно руководствоваться при выборе видов механической обработки для получения требуемой шероховатости поверхности (табл. 7).
Т а б л и ц а 7
Классы шероховатости поверхности, достигаемые различными видами механической обработки
Вид обработки |
Класс |
ш ероховатости |
Точение и строгание: |
|
|
чистовое ................ |
* |
4 — 7 |
тонкое (алмазное) . |
7 — 9 |
|
Растачивание: |
|
|
чистовое ................... |
|
4 — 7 |
топкое (алмазное) . |
8 — 10 |
|
Фрезерование: |
|
|
чистовое ................... |
(торцо |
5— 7 |
отделочное |
7—9 |
|
вое)........................... |
|
|
Развертывание: |
|
7 |
черновое ................ |
|
|
чистовое ................ |
|
8—9 |
Протягивание: |
. . * . |
7—8 |
чистовое . |
||
отделочное . . . . |
9—10 |
Вид обработки |
Класс |
|
шероховатости |
||
|
|
Шлифование: |
|
|
|
черновое |
* ................ |
7 |
|
чистовое |
................... |
8 — 9 |
|
тонкое ....................... |
|
10 — 11 |
|
Доводка |
абразивными |
|
|
брусками (хонингование): |
||
|
чистовая |
................... |
9 — 10 |
|
отделочная ................ |
11— 13 |
|
|
Отделка колеблющимися |
||
|
абразивными |
брусками |
|
|
(суперфиниш): |
|
|
| |
чистовая |
................... |
10 — 11 |
тонкая ....................... |
|
12— 14 |
|
|
Притирка: |
|
|
|
чистовая |
|
10— 11 |
|
отделочная ................ |
12— 14 |
|
|
Полирование: |
|
|
|
чистовое |
.................... |
9 — 10 |
|
отделочное |
................ |
В качестве примера приводятся классы шероховатости поверх ностей, необходимые для нормальных условий работы некоторых ос новных деталей автомобильных двигателей.
Детали |
Класс шерохова |
|
тости |
Коренные и шатунные шейки коленчатых валов . , |
не ниже 10 |
Опорные шейки распределительных валов....................... |
9 |
Кулачки чугунных валов..................................................... |
8 |
Кулачки стальных валов.............................................. |
8—9 |
Зеркало цилиндров ...................................................... |
10—11 |
Поршни: |
|
нижняя часть (поверхность юбки).................................. |
8 |