Точность обработки и качество обработанной поверхности

Точность и надежность работы узлов и машины во многом зави­сят от точности обработки деталей, качества обработанных по­верхностей и точности сборки.

Под точностью обработки понимают отклонение истинных раз­меров обработанной поверхности детали от ее конструктивных размеров, указанных в рабочем чертеже. Точность обработки опре­деляется допуском на размер обрабатываемой поверхности, т. е. крайними предельно допустимыми размерами. ГОСТ установлено семь основных классов точности: 1, 2, 2а, 3, За, 4, 5.

Самым высоким является первый класс точности.

Детали, обработанные разными технологическими методами, имеют не только отклонения от конструктивных размеров, но и погрешность геометрических форм поверхностей.

Погрешность геометрической формы поверхности (конусообразность, овальность, неплоскостность и т. д.) должна уклады­ваться в допуск на размер поверхности в соответствии с классом точности изготовления детали. Предельные отклонения формы и расположения поверхностей на рабочих чертежах деталей указы­вают условными обозначениями в соответствии с ГОСТом или оговаривают в технических требованиях на изготовление деталей.

Под качеством обработанной поверхности понимают совокуп­ность следующих характеристик: шероховатости (микрогеомет­рии); волнистости; структурного состояния (микротрещины, над­рывы, измельченная структура); упрочнения поверхностного слоя (глубины и степени); остаточных напряжений (глубины их проник­новения, величины и знака) и др. Из этих характеристик наиболее легко поддающейся непосредственным измерениям является шеро­ховатость поверхности.

Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах определенного ее участка.

Шероховатость характеризуется средним арифметическим от­клонением профиля от среднего значения Rа и высотой неровностей Rz. ГОСТ 2789—73 устанавливает 14 классов шероховатости.

Классы шероховатости можно условно подразделять на че­тыре группы.

К первой группе (1—3-й классы) относят грубые поверхности, получаемые при обдирочном (черновом) точении, строгании, фре­зеровании, сверлении.

Ко второй группе (4—6-й классы) относят поверхности, полу­ченные получистовой обработкой разными технологическими ме­тодами.

Третью группу (7—9-й классы) составляют чистовые поверх­ности, обработанные абразивными инструментами, отделочными методами обработки (тонкое точение, развертывание, протяги­вание), электрофизическими методами обработки, методами пласти­ческого деформирования.

К четвертой группе (10—14-й классы) относят поверхности, тонко обработанные доводочными инструментами (притирка, хонингование, суперфиниширование, алмазное выглаживание и другие технологические методы обработки).

Производительность и выбор режима резания

Производительность обработки (в шт/мин) определяют числом деталей, изготовляемых в единицу времени.

Время Т складывается из основного, подготовительно-заклю­чительного, вспомогательного времени и времени на оргтехобслуживание.

Из формулы для определения основного технологического времени при обтачивании цилиндрической поверхности на токарно-винторезном станке:

следует, что высокая производительность будет при работе с боль­шими подачей, глубиной резания, скоростью резания при наимень­ших длине обрабатываемой поверхности и припуске h (мм) на обработку. Стремление получить высокую производительность входит в противоречие с точностью обработки и качеством обра­ботанных поверхностей. Действительно, при увеличении snp и t производительность возрастает, а качество поверхностей резко снижается. Поэтому поверхности заготовок следует обрабаты­вать на таких режимах резания, при которых достигаются высокие точность обработки и качество поверхностей при удовлетвори­тельной производительности.

Элементы режима резания назначают в следующей последо­вательности. Вначале выбирают значение глубины резания. При этом стремятся весь припуск на обработку снять за один рабочий ход режущего инструмента. Если по технологическим причинам необходимы два рабочих хода, то при первом снимают да 80% припуска, при втором да 20% припуска. Затем выбирают вели­чину подачи. Рекомендуется назначать наибольшую допустимую подачу, исходя из требований точности и допустимой шерохова­тости обработанной поверхности и учитывая мощность станка, режущие свойства материала инструмента, жесткость и виброус­тойчивость системы СПИД. Наконец, определяют скорость резания исходя из выбранных глубины резания, подачи и стойкости режущего инструмента.

Скорость резания при точении, например, определяют по сле­дующей эмпирической формуле:

,

где Cv — коэффициент, учитывающий физико-механические свой­ства обрабатываемого материала и условия обработки.

После определения скорости резания находят частоту враще­ния (в об/мин) шпинделя станка, соответствующую этой скорости резания:

Так как станок точно такой частоты вращения шпинделя может не иметь вследствие ее ступенчатого регулирования, то назна­чают ближайшую меньшую величину. В результате этого незна­чительно снижается скорость резания, но зато стойкость режущего инструмента повышается.

Технологические возможности способов резания

Точение

Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения.

Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение) и перемещении резца (движение подачи).

Движение подачи осуществляется:

параллельно оси вращения заготовки (продольная); перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечная); под углом к оси вращения заготовки (наклонная).

Схемы обработки поверхностей заготовки точением представлены на рис. 48.

С помощью точения выполняют операции: обтачивание – обработку наружных поверхностей (рис. 48.а); растачивание – обработку внутренних поверхностей (рис. 48.б); подрезание – обработку торцевых поверхностей (рис.48.в); резку – разрезание заготовки на части ( рис.48.г); резьбонарезание – нарезание резьбы (рис.48.д).

По технологическим возможностям точение условно подразделяют на: черновое, получистовое, чистовое, тонкое.

Рис. 48. Схемы обработки поверхностей заготовки точением

В качестве режущего инструмента при точении используют резцы.

Главным принципом классификации резцов является их технологическое назначение.

Различают резцы:

проходные – для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; расточные – проходные и упорные – для растачивания глухих и сквозных отверстий; отрезные – для отрезания заготовок; резьбовые – для нарезания наружных и внутренних резьб; фасонные – для обработки фасонных поверхностей; прорезные – для протачивания кольцевых канавок; галтельные – для обтачивания переходных поверхностей между ступенями валов по радиусу.

По характеру обработки – черновые, получистовые, чистовые.

По направлению движения подачи – правые и левые (справа на лево и слева на право).

По конструкции – целые, с приваренной или припаянной пластиной, со сменными пластинами.

Установка к закреплению заготовки зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, характеристики заготовки (), точности обработки и других факторов.