Чистота поверхности при токарной обработке

Главное меню

Шероховатость обработанной поверхности
Добавил(а) Administrator
07.07.10 20:26

При обработке деталей на металлорежущих станках на отработанной поверхности всегда остаются неровности в виде впадин и гребешков. Эти неровности бывают при всех видах обработки, даже при самой тщательной отделке поверхностей. Высота неровностей, оставшихся после резца, зависит от способа обработки после обдирочных работ эти неровности видны на глаз, при очень тщательной отдельно поверхности (чистовая обработка, тонкое точение) их можно обнаружить лишь при рассматривании в микроскоп или измерить специальными приборами – профилометрами, профилографами и др. Высоту микронеровностей измеряют в микронах.

Чем меньше шероховатость обработанной поверхности детали, тем меньше она изнашивается от трения при сопряжении с поверхностью другой детали, тем лучше противостоит коррозии, т.е. разрушению под действием различных химических веществ – газов, жидкостей и др. Значительные шероховатости остающиеся на обработанной поверхности, снижают также прочность деталей машин, в особенности при переменных нагрузках. Из этого следует насколько важно влияние шероховатости обработанной поверхности на эксплуатационные характеристики детали.

ГОСТ 2789-59 предусматривает 14 классов чистоты поверхности: самые чистые поверхности по данному стандарту оцениваются по 14-му классу, а самые грубые – по 1-му.

Для обозначения классов чистоты поверхности устанавливается один знак – равносторонний треугольник Δ, рядом с которым указывается номер (например, Δ 4; Δ 7; Δ 14).

В таблице 4 приведены классы чистоты поверхности по ГОСТ 2789-59 и указаны способы обработки, обеспечивающие получение заданной чистоты.

Шероховатость обработанной поверхности детали зависит от свойств обрабатываемого материала, режима резания (скорости резания и подачи), геометрии резца (переднего угла, главного угла в плане, радиуса закругления вершины), тщательности заточки и доводки режущих кромок резца, вибраций (колебаний в системе: станок – приспособление – инструмент – деталь), охлаждения и др.

Чем меньше подача и главный угол в плане и чем больше радиус закругления вершины резца, тем меньше шероховатость обработанной поверхности.

Очень сильное влияние на шероховатость поверхности оказывает скорость резания, в особенности при обработке пластичных материалов (сталь, алюминиевые сплавы и др.).Применяя скорости резания 100-200 м/мин при чистовом точении стали твердосплавными резцами, можно получить чистоту обработанной поверхности 6-7-го класса (см. табл. 4).

Широкое распространение на машиностроительных заводах при выполнении чистовых и отделочных работ получили смазочно-охлаждающие жидкости: минеральные, растительные и компаундированные масла (смесь минерального масла с растительным), осерненные масла (сульфофрезолы), содержащие в качестве добавки серу. Предохраняя режущую кромку резца от преждевременного износа и разрушение и облегчая процесс резания, эти жидкости уменьшают шероховатость обработанной поверхности.

Тщательная отделка поверхности всегда дороже, чем грубая обработка. Поэтому класс чистоты обработанной поверхности должен назначаться конструктором с учетом условий, в которых работает деталь.

Для измерения шероховатости и отнесения обработанной поверхности к определенному классу чистоты применяют специальные измерительные приборы: профилометры, профилографы и др.

Для проверки класса чистоты обработанной поверхности детали в цеховых условиях обычно применяют проверенные образцы различных классов чистоты – эталоны чистоты , с которыми сравнивают обрабатываемую поверхность детали.

Чтобы достичь заданной точности размеров детали и установить при контроле, действительно ли получен заданный размер, необходимо обеспечить при обработке надлежащий класс шероховатости поверхности.

Необходимая точность обработки, отвечающая требованиям заданного класса точности, достигается на различных станках разными способами.

Точность выполнения размеров определяется квалитетами (в системе ОСТ – классы точности). Квалитет (по стандартам СЭВ – Совет Экономической Взаимопомощи) показывает относительную точность изготовления детали.

В зависимости от величины допуска на размер установлено 19 квалитетов точности (IT01, IT0, IT1, IT2. IT17; IT – Intеrnational Tolerance – международный допуск). IT8 – допуск системы по 8 квалитету ISO (ISO – международная организация по стандартизации).

Практикой определены взаимосвязи между видами обработки и шероховатостью поверхности. Так, например, установлено, что средняя высота неровностей не должна превышать 10-25% от допуска на обработку. Это позволило установить достижимую шероховатость поверхности для различных видов обработки, а с учётом затрат при любом другом способе обработки – и экономически достижимую шероховатость поверхности.

Различные методы обработки по-разному влияют на качество поверхности.

Таблица 1. Характеристики точности и качества, характерные для различных способов обработки резанием

Читайте также:  Электронные устройства своими руками
№ п/п Вид обработки Точность размеров формы Качество поверхности
квалитет степень точности Rа мкм
Доводка 3-4 0,08-0,01
Суперфиниширование 3-4 0,16-0,01
Хонингование 3-4 0,63-0,01
Полирование Предшествующ. Пр.обработка 0,63-0,02
Тонкое точение – строгание – шлифование – фрезерование – растачивание 5-6 5-6 6-7 3-4 6-7 5-6 1,25-0,32 6,3-1,2 0,63-0,16 1,6 1,25-0,32
Чистовое шлифование – фрезерование – точение -растачивание – строгание -развертывание – зенкерование 5-6 6-7 5-6 5-7 6-7 6-7 8-9 8-9 6-7 9-10 1,25-0,63 6,3-3,2 10-1,25 5-2,5 6,3-3,2 1,25-0,32 6,3-3,2
Черновое точение – шлифование – растачивание – сверление – зенкерование – развертывание – фрезерование – строгание – долбление 9-10 7-9 7-9 11-13 10-11 7-9 6-7 9-10 13-15 8-10 7-9 9-10 9-10 9-10 40-20 2,5-1,25 80-50 25-5 25-12,5 2,5-1,25 50-25 25-12,5 25-12,5
Сверление по кондуктору 11-12 8-9 25-6,3
Координатное растачивание 4-5 1,25-0,32
Нарезание резьбы: метчиком (плашкой) резцом фрезой 10-5 5-1,25 5-1,6

Для достижения заданного взаимного расположения поверхностей, формы и размеров деталей, их шероховатости и физико-механических свойств при производстве машиностроительной продукции применяют различные методы обработки: резание лезвийным и абразивным инструментами; поверхностное пластическое деформирование; электрофизические, электрохимические и другие методы. По мере приближения размера обрабатываемой поверхности к заданному размеру по чертежу обработка заготовки может быть нескольких видов: обдирочная, черновая, получистовая, чистовая, тонкая, отделочная.

Обдирочная обработка применяется для крупных поковок и отливок 16-18-го квалитетов точности. Она уменьшает погрешности формы и пространственных отклонений грубых заготовок, обеспечивая 15-16-й квалитеты точности, шероховатость поверхности Ra больше 100 мкм.

Черновая обработка выполняется в большом диапазоне точности (12-16-й квалитеты). Шероховатость поверхности Ra = 100-25 мкм.

Получистовая обработка применяется для заготовок, к точности которых предъявляются повышенные требования. Этот вид обработки обеспечивает 11-й, 12-й квалитеты точности. Шероховатость поверхности
Ra = 50,0-12,5 мкм.

Чистовая обработка применяется как окончательный вид обработки для тех заготовок, заданная точность которых укладывается в точность, достигаемую чистовой обработкой (8-11-й квалитеты). Шероховатость поверхности обеспечивается в пределах Ra = 12,5-2,5 мкм.

Тонкая обработка применяется для окончательного формирования поверхностей детали и при малых операционных припусках. Шероховатость поверхности находится в пределах значений Ra = 2,5-0,63 мкм.

Отделочная (финишная) обработка используется для получения требуемой шероховатости поверхности детали на точность обработки влияния почти не оказывает. Выполняется, как правило, в пределах допуска предшествующей обработки. Отделочная обработка обеспечивает получение шероховатости поверхности Ra = 0,63-0,16 мкм.

В современном машиностроении наиболее распространены обработка заготовок лезвийным и абразивным инструментами, которые формируют точность и качество поверхностей деталей. Лезвийным инструментом из сверхтвердых материалов можно обрабатывать заготовки с твердостью до 45 HRC, а абразивным инструментом целесообразно выполнять обработку металлов с более высокой твердостью.

Обработка лезвийным инструментом используется как процесс чистовой и тонкой обработки: тонкое точение, тонкое фрезерование, тонкое развертывание, протягивание, прошивание.

Сущность тонкого точения заключается в снятии стружки малого по толщине сечения при больших скоростях резания (100-1000 м/мин): для чугунных заготовок скорость резания составляет 100-150 м/мин; для стальных – 150-250 м/мин; для цветных сплавов – до 1000 м/мин. Подача устанавливается для предварительного хода – 0,15 мм/об, а для окончательного – 0,01 мм/об. Глубину резания принимают 0,2-0,3 и 0,05-0,01 мм соответственно.

Читайте также:  Как подсоединить провода к двухклавишному выключателю

Малые по толщине сечения стружки не вызывают больших усилий резания и значительных деформаций технологической системы СПИД, что обеспечивает 6-8-й квалитеты точности (при обработке цветных металлов и сплавов – 5-6-й квалитеты). Шероховатость поверхности у заготовок из черных металлов Ra = 2,50-0,63 мкм; цветных металлов – Ra = 0,32-0,16 мкм.

Тонкое точение применяется перед хонингованием, суперфинишированием, полированием и выполняется на высокооборотных станках (10-15 тыс. мин -1 ). Радиальное биение шпинделя не должно превышать 0,005 мм. Все вращающиеся детали должны быть точно отбалансированы.

Резцы оснащаются твердыми сплавами, алмазом, эльбором и другими режущими материалами с высокой износостойкостью. Тонкое обтачивание обеспечивает допуск размеров 5-80 мкм, овальность и конусообразность не более 3 мкм.

Тонкое фрезерование осуществляется преимущественно торцовыми фрезами при обработке плоских поверхностей. Фрезу устанавливают с уклоном 0,0001, чтобы исключить контакт с поверхностью зубьев, не участвующих в резании. При тонком фрезеровании снимается припуск 0,2-0,5 мм, а отклонение от плоскостности на 1 м длины составляет 0,02-0,04 мм. Шероховатость поверхности Ra= 2,5-0,63 мкм.

Тонкое развертывание обеспечивает высокую точность и малую шероховатость, однако не исправляет положения оси обрабатываемого отверстия, поскольку снимает равномерный припуск по всей поверхности. Тонкое развертывание обеспечивает точность, соответствующую 5-7-му квалитетам, Ra = 1,25-0,63 мкм, и чаще всего выполняется после сверления и зенкерования или чернового и чистового растачивания отверстий.

Протягивание применяется для обработки внутренних и наружных поверхностей. При чистовом протягивании цилиндрических отверстий обеспечивается точность 6-9-го квалитетов (шероховатость поверхности
Ra = 2,50-0,63 мкм), протягивание наружных поверхностей обеспечивает точность 11-го квалитета. Протягивание выполняется на горизонтальных и вертикальных станках, универсальных и специальных полуавтоматах и автоматах.

Прошивание осуществляется специальным инструментом (прошивкой), который проталкивают через обрабатываемое отверстие в заготовке с помощью пресса.

Шероховатость поверхности при некоторых видах обработки

В зависимости от вида обработки используемого для получения той или иной поверхности детали возможные значения параметров шероховатости приведены в таблице.

Таблица Шероховатость поверхности при некоторых видах обработки

Приведены для сопоставления со старыми стандартами

Ковка в штампах

пескоструйная обработка* – обработка (преимущественно очистка) фасадов зданий, металлических поверхностей перед окрашиванием и т.д. Для пескоструйной обработки применяются пескоструйные аппараты, действие которых основано на подаче струи сжатого воздуха со взвещанными в нём частицами песка на обрабатываемую поверхность. В литейном производстве пескоструйная обработка запрещена (может вызвать силикоз) и заменена дробемётной или дробеструйной обработкой

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 656 с. с ил.

ковка* – один из способов обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое ударное воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданные форму и размеры.

Различают ковку в штампах (массовое и крупносерийное производство) и свободную ковку.

При ковке используют кузнечный инструмент.

Основные операции ковки: осадка, высадка, протяжка, обкатка, раскатка, прошивка.

Горячая ковка – ковка с нагревом заготовки для увеличения пластичности.

Машинная ковка – ковка с использованием энергии подвижных частей молота или жидкости высокого давления гидравлического пресса.

Ручная ковка – ковка с использованием энергии мышц человека.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 656 с. с ил.

**Захаров Б.В., Киреев В.С., Юдин Д.Л. Толковый словарь по машиностроению. Основные термины. – Под ред. А.М. Дальского. – М.: Рус.яз., 1987. – 304с

Читайте также:  Мотоблок цена качество отзывы

пиление (распиливание, отпиливание) – разрезка различных материалов с помощью пил.

пила* – ручной или станочный многолезвийный режущий инструмент для деления (распиливания) древесины, металла и других материалов.

В деревообработке используют пилы: ручные (двуручные) со свободным полотном для распиливания бревен, брусьев и толстых досок; лучковые с натянутым полотном для продольного поперечного и криволинейного (фигурного) распиливания пиломатериалов; ножовки со свободным полотном для разнообразных работ (при небольших размерах обработки); механизированные (дисковые и цепные электропилы, бензомоторные цепные); станочные (полосовые, ленточные, дисковые, цилиндрические, и др.)

Для резки металлических труб, сортового проката, отрезки прибылей вырезки заготовок из листа служат пилы: дисковые, в том числе пилы трения и абразивные – резание вращающимся диском, ножовочные – резание ножовочным полотном, ленточные – резание бесконечной (замкнутой) гибкой стальной лентой с зубьями. Применяются ручные пилы и с приводом от отрезных, ножовочных и др. станков.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 656 с. с ил.

сверление* образование снятием стружки сквозного или глухого цилиндрического отверстия в сплошном материале с помощью сверла, совершающего обычно вращательное и поступательное движение относительно сваей оси.

Из-за сравнительно невысокой точности сверление часто бывает подготовительной операцией для последующего растачивания, зенкерования, развертывания, протягивания. Сверление также подготовительная операция для нарезания внутренних резьбы.

Сверление осуществляется на сверлильных, расточных, токарных и др. станках, а также ручными сверлильными машинами.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 656 с. с ил

зенкерование* – обработка предварительно полученных отверстий с целью повышения их точности. Зенкерование обычно обеспечивает точность в пределах 10-12 квалитетов и шероховатость поверхности Ra=1,23. 6,3 мкм. Осуществляется зенкером на сверлильных, вертикально-фрезерных и револьверных станках

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 656 с. с ил.

Развертывание* – чистовая обработка цилиндрических и конических отверстий диаметром до 100 мм при помощи металлорежущего инструмента – развертка. Развертывание обычно обеспечивает точность отверстия по квалитетам 7-9 с шероховатостью поверхности Rz=0,63. 0,32 мкм. Развертывание характеризуется съемом малых припусков ( несколько десятков мкм) и упрочнением тонкого поверхностного слоя.

Развертывание**, одна из разновидностей обработки отверстий резанием (после сверления и зенкерования) многолезвийным режущим инструментом — развёрткой. В результате чернового Р. снимается припуск на обработку не более 0,5 мм на диаметр, обеспечиваются шероховатость поверхности 7-го класса, точность 3-го класса. При чистовом Р. снимается припуск не более 0,2 мм; шероховатость — до 9-го класса, точность — до 2-го.

* Политехнический словарь /Редкол.: А.Ю. Ишлинский (гл. ред.) и др. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 656 с. с ил.

протягивание* – способ обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием внутренних и наружных поверхностей заготовок на протяжных станках. При протяжке применяют многолезвийный режущий инструмент – протяжку. Протяжкой получают шпоночные канавки в сквозных отверстиях различного сечения, прорези и т.п. Производительность протяжки в несколько раз больше строгания, долбления и фрезерования.

протягивание**, процесс обработки металлов резанием на протяжных станках многолезвийным режущим инструментом — протяжкой. Применение П. целесообразно при обработке больших партий деталей, т. е. в крупносерийном и массовом производстве (ввиду сложности изготовления и высокой стоимости протяжек).

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector