Токарно-фрезерные работы и факторы влияющие на их точность

Внутренними или остаточными называют напряжения, существующие в заготовке при отсутствии внешних нагрузок. Они полностью уравновешивают­ся, и их действие в заготовках не проявляется. В технологии машиностроения обычно изучаются напряжения, уравно­вешивающиеся в пределах больших объемов, соизмеряемых с размерами заго­товок. Нарушение равновесия, вызываемое снятием припуска, термообработкой или другим воздействием, приводит к деформации обрабатываемых заготовок. Внутренние напряжения в заготовках и деталях возникают при:

• неравномерном остывании заготовок при литье (например, из-за разнотонности);

• ковке и штамповке, сварке, термообработке;

• механической обработке (лезвийной и давлением), гальванопокрытиях.

Особенно характерны внутренние напряжения для крупных, нежестких и тонкостенных заготовок. После снятия напряженных слоев металла при обработке происходит пере­распределение внутренних напряжений до нового равновесного состояния.

Перераспределение напряжений вызывает деформацию заготовок, приводящую к погрешностям формы и относительного расположения поверхностей. В некоторых случаях внутренние напряжения достигают больших значений и могут служить причиной появления трещин и саморазрушения заготовок (характерно для заготовок из хрупких материалов, например, чугуна).

Например, при закалке ТВЧ стальных деталей в поверхностных слоях по­являются растягивающие напряжения, а в сердцевине — сжимающие. После снятия припуска из-за перераспределения напряжений происходит деформация деталей. Особенно характерны подобные деформации при изготовлении зубча­тых колес. Практика показывает, что наличие упрочняющей термообработки приводит к потере точности зубчатого колеса приблизительно на одну единицу степени точности.

Расчеты и определение погрешностей из-за внутренних напряжений трудоемки. Внутренние напряжения и их влияние на точность деталей могут быть уменьшены следующими мерами:

• выравниванием толщины стенок и температуры охлаждения заготовок (например, охлаждение вместе с печью, применение специальных холодильников при отливке);
• естественным старением отливок в течение 6-12 месяцев, обычно после их обдирки. Применяется преимущественно для крупных заготовок. В некоторых случаях при изготовлении особо точных станков используют­ся базовые детали станков, отработавших несколько лет, и, следователь­но, не имеющие внутренних напряжений;
• искусственным старением методом термообработки, заключающимся в медленном нагреве до температуры 500…600°С, выдерживании при ней течение 1-6 часов и охлаждении в печи до 150…200°С, и затем на воздухе;
• отжигом и отпуском поковок, штамповок и сварных заготовок, дробеструйной обработкой заготовок.