98 Прочие погрешности при механической обработке

В процессе механической обработки элементы технологиче­ской системы нагреваются. Причины нагрева — процесс резания, трение в различных соединениях станка, процессы дросселирования в гидроаппаратуре, теплота от внешних источников.

Тепловые циклы определяются: временем обработки одной заготовки; длительностью смены (или ее половины); годом, в течение которого изменяется температура в цехе.

Уменьшить влияние температурных деформаций станка на точ­ность и стабильность размеров и формы обработанных деталей можно следующим образом: 1) оградив станок от теплового воз­действия внешней среды (термоконстантные цехи, защита от на­правленных потоков нагретого или холодного воздуха); 2) защитив станок от неравномерного нагрева со стороны источников интен­сивного тепловыделения (встроенных электродвигателей, гидропри­водов, резервуаров для масла) путем выделения их из общей компоновки станка; 3) приняв меры для выравнивания темпера­турного поля станин и стоек (применив охлаждающие ребра на наиболее нагретых частях, использовав потоки воздуха от элект­родвигателей и пневмоустройств для обдува более холодных элементов и т. д.); 4) подогревая более холодные элементы станка, масло в гидробаке и весь станок перед началом работы до получения стационарного теплового поля; 5) увеличив частоту коррекции раз­мерной настройки в начальный период работы станка. Для уменьшения температурных деформаций инструмента, влияющих на точность обработки, применяют обильное охлаждение. Обработка на токарном станке с охлаждением 5%-й эмульсией (расход 1,75 л/мин) увеличивает теплоотдачу инструмента в 15 раз по сравнению с обработкой без охлаждения. Температурные деформации обрабатываемых заготовок также являются источником погрешности обработки. Теплота, выделяющаяся в процессе резания, распределяется между стружкой, инструментом и заготовкой. При точении, фрезеровании, строгании и растачивании без охлаждения большая часть выделяющегося количества теплоты переходит в стружку, а при сверлении большая часть теплоты остается в заго­товке. При токарной обработке в стружку уходит 50...86% теплоты, 10...40% переходит в резец, а остальная остается в обрабатываемой заготовке и рассеивается в окружающую среду. При сверлении в стружку уходит 28% выделяющейся теплоты, 14,5 переходит в сверло, 52,5% остается в заготовке, а остальная уходит в окружа­ющую среду. Серьезным источником погрешностей является деформация (ко­робление) заготовки или детали, вызванная нарушением равновесия остаточных напряжений. Условно назовем эти погрешности релаксационными. Остаточные напряжения возникают на всех этапах изготовления детали, от заготовительных операций до отделочных, в результате неравномерных изменений удельного объема матери­ала, вызванных неоднородными: нагревом или охлаждением заго­товки либо детали; структурными превращениями при термической и химико-термической обработке; пластическим деформированием подповерхностных слоев заготовки. Часто одновременно действуют две причины. Основным способом борьбы с релаксационными погрешностями является старение, которое выполняется обычно после предвари­тельной обработки, а иногда в целях получения деталей высокой точности и после чистовой обработки перед отделочной.