5.6 Теплові деформації в процесі обробки т

Механічна робота при обробці деталей практично повністю перетворюється в тепло: Q = P_y^.v. Тепло також може поступати від рухомих елементів верстатів і зовнішніх джерел.

Елементи верстата нагріваються нерівномірно, різниця може досягати 20-60⁰. Це визиває зміщення і перекошування осей шпинделя і деталі, деформацію станини і гвинтів подачі.

При обробці металів різанням на верстатах характерним являється складний теплообмін. Середні значення теплових деформацій в стаціонарнім процесі можуть бути враховані. Але на практиці внаслідок нерівномірного нагріву виникає змінення розмірів, форми і розташування поверхонь. Зазвичай розділяють ТС на елементи і розглядають окремо їх вплив на точність обробки.

Температура і деформації верстатів визначаються конструкцією вузлів, фактичними зазорами в сполученнях, надійністю змащування. При дослідженнях верстатів на точність перевіряють стабільність розташування робочих органів під тепловим навантаженням. Наприклад, для круглошліфувальних верстатів зміщення осі шпинделя круга відносно осі бабки після нагрівання на холостім ходу за 60 хв. не повинно перевищувати 50 мкм.

Як відомо, подовження деталі довжиною L при перепаді температури Δ t складає:

ΔL = ^.L^.Δt(9)

де - температурний коефіцієнт лінійного розширення. Очевидно, що теплові деформації можуть бути значними, особливо при значних розмірах і температурних перепадах.

Таким способом також можна визначити теплові деформації деталей. Необхідно враховувати, що при обробці зовнішніх поверхонь основне тепло акумулюється в стружці, при обробці внутрішніх – головним чином переходе в деталь. Перерозподіл тепла між деталлю, стружкою і інструментом залежить від метода обробки, умов обробки матеріалу деталі і інструмента.

При точінні металів з високою теплопровідністю в стружку надходить 60-80 % тепла, а в інструмент – 3-5 %. При обробці металів з низькою теплопровідністю (жаростійких металів, сплавів) – в деталь поступає близько 40 % тепла, в інструмент – близько 30 %. Найбільше тепла переходе в деталь при шліфуванні (60-80 %) і свердлінні (50-60 %).

Теплова деформація інструмента внаслідок високої – до 1100 ⁰С температури в зоні різання може досягати 40 мкм і залежить від типу інструмента, його стану, режиму обробки тощо.

Теплові деформації ТС можна зменшити за рахунок:

- забезпеченням постійного температурного поля в зоні верстатів (наприклад Δt=0,1 ⁰С для верстатів класу "С");

- зменшення нагрівання верстатів внаслідок винесення джерел тепла (двигуни, гідроприводи) за їх межі, використання СОЖ і систем охолодження масла;

- зменшення впливу температурних деформацій шляхом їх компенсації, вибором матеріалів;

- своєчасним регулюванням підшипникових вузлів і сполучень;

- обробкою найбільш точних розмірів після досягнення верстатом стаціонарного стану.

Повну погрішність обробки внаслідок теплових деформацій зазвичай точно визначити не вдається. Для операцій з жорсткими допусками на обробку приблизно приймають для лезового інструменту Δ_т< (0,1-0,15)^.Δ, для абразивного - Δ_т< 0,3^.Δ.

5.7 Якість поверхні після обробки _к.

Геометричні відхилення (виступи шорсткості, допуски форми і розташування поверхонь деталі) повинні перебувати в межах поля допуску розміру. Тому величину параметра Rz рекомендується призначати не більше 0,33 від величини поля допуску на розмір. Перехід від параметра Rz до параметра Ra виконується по співвідношенням:

Ra = 0,25·Rz при Rz ≥ 8 мкм; Ra = 0,2·Rz при Rz < 8 мкм.

Після визначення параметр Ra округляють до найближчого меншого числа з ряду стандартних значень.

Приклад 1.

На кресленні деталі заданий розмір Ø42 k6^+0,018_+0,002. Визначити параметр шорсткості Ra.

Рішення:

Допуск розміру ІT = 16 мкм. Параметр Rz = 0,33·ІT = 0,33·16 = 5,3 мкм. Параметр Ra = 0,2·Rz = 0,2·5,3 = 1,06 мкм. Для нанесення на кресленні деталі приймаємо найближче менше із переважних значень шорсткості - Ra = 0,8-1,0 мкм.

5.8 Погрішності вимірювань_м.

Погрішність вимірювань _м визначається точністю вимірювальних засобів і зазвичай складає 0,5-1 ціни поділки вимірювального засобу, що складає не менше 5-20 мкм.