54. Погрешности от усилия зажима.

Усилия закрепления заготовок, также как и усилия резания, вызывают их упругие  деформации, которые в свою очередь порождают погрешности  формы при обработке. При постоянстве размеров заготовок и усилия зажима эти погрешности являются систематическими и могут быть вычислены по соответствующим формулам и учтены.

При закреплении втулки в патроне происходит ее упругая деформация (рис. 3, а, б), причем в местах А приложения кулачков радиус заготовки уменьшается, а в точках В увеличивается.

Погрешность геометрической формы обрабатываемого отверстия втулки определяется разностью наибольшего и наименьшего радиусов.

Погрешность формы обрабатываемой заготовки, связанная с ее упругой деформацией при закреплении в кулачковых патронах, зависит от числа кулачков.

При форме кулачков, соответствующей форме заготовки, и наиболее полном прилегании зажимных поверхностей кулачков к поверхности заготовки погрешность геометрической формы втулки также снижается.

Таким образом, на погрешности формы обрабатываемых заготовок большое влияние оказывают усилия их зажима в приспособлениях. Вместе с тем в определенных условиях существенными причинами возникновения погрешностей обрабатываемых заготовок могут явиться силы тяжести (деформации заготовок под действием собственной массы), центробежные силы (деформации неуравновешенных масс отдельных частей заготовок в момент их обработки) и остаточные напряжения заготовки. При одностороннем снятии припуска или снятии неравномерного припуска в обрабатываемой заготовке происходит перераспределение внутренних напряжений, образовавшихся в исходных заготовках при их литье, штамповке, термической обработке и других технологических операциях. Упругие деформации заготовок, вызываемые действием перечисленных сил, служат источником возникновения систематических погрешностей геометрической формы деталей.

55. Погрешности, вызванные внутренними напряжениями.

Остаточные напряжения- это напряжения, которые существуют в материале детали при отсутствии воздействия на неё внешних сил. Эти напряжения возникают в процессе предшествующей обработки и остаются в детали после её окончания. Остаточные напряжения полностью уравновешены и их действие на деталь с внешней стороны ничем не проявляется. Остаточные напряжения (по предположению академика Давиденкова Н.Н.) разделяются на три вида:

1. Напряжения 1-го рода-макронапряжения(внутренние) - распространяются по всему сечению детали.

2. Напряжения 2-го рода-микронапряжения- действуют в пределах одного кристалла или группы кристаллических зёрен.

3. Напряжения 3-го рода-субмикроскопические- относятся к искажению кристаллической решётки.

При обработке заготовок основное влияние на точность внутренние напряжения (1-го рода). В зависимости от способа обработки они могут распространяться как по всему сечению, так и концентрироваться в поверхностном слое заготовки.

Внутренние напряжения возникают из-за неоднородных объёмных изменений металла в результате действия следующих факторов:

1. Неоднородного (неравномерного) нагрева или охлаждения.

2. Фазовых и структурных превращений при пластической деформации (ковка, штамповка и т.п.)

3. В результате неоднородного протекания фазовых превращений при получении заготовок (например, отливкой).

В большинстве случаев остаточные напряжения возникают в условиях одновременного действия различных факторов: механических, тепловых и физико-химических.

Механизм возникновения погрешностей вследствие остаточных напряжений состоит в том, что при удалении припуска или при термической обработке без снятия припуска нарушается равновесие внутренних напряжений. В результате деталь начинает деформироваться до тех пор, пока перегруппировка напряжений не приведёт к равновесному состоянию.

Снятие или уменьшение внутренних остаточных напряжений в заготовках достигается естественным старением, термообработкой (искусственным старением) и некоторыми методами механического воздействия. Естественное старение - это "выдерживание" заготовки на воздухе в течение определённого срока (от 3 до 6 месяцев). Его проводят после предварительной обработки. Искусственное старение - это медленный нагрев до 500⁰- 600⁰С, выдержка в течение 5-6 часов и более, и последующее медленное охлаждение.