Деформации обрабатываемой детали

 

Помимо жесткости станка на точность обработки заметное влияние оказывает и жесткость обрабатываемой детали. При недостаточной жесткости деталь легко деформируется под влиянием сил, действующих в процессе резания, и в результате принимает не те формы и размеры, которые были предусмотрены. В качестве примера рассмотрим рис. 19.0.

При строгании бруска, закрепленного на столе станка па двух опорах (рис. 190, а), под влиянием сил резания он будет прогибаться, причем величина прогиба будет неодинаковой в разных сечениях бруска. Наибольший прогиб будет посередине, между опорами. При малой жесткости детали после обработки верхней плоскости она примет выпуклую форму (рис. 190,6). Чтобы уменьшить влияние прогиба, следует увеличить число опор.

Погрешности формы при строгании бруска

Рис. 190. Погрешности формы при строгании бруска

В рассмотренном примере предполагалось, что опоры, на которые устанавливалась деталь, абсолютно жесткие. Однако в действительности это не так. Под влиянием приложенных сил поверхностные слои детали и опор деформируются за счет имеющихся на поверхностях контакта шероховатости и волнистости. Это вызывает осадку под опорами, причем она будет больше в момент, когда резец находится под опорами, и меньше, когда он находится между опорами, посередине заготовки. Если опоры будут нежесткими, а обрабатываемая деталь жесткой, то поверхность, получаемая в результате обработки, может иметь вогнутую форму (рис. 190, в).

Величина осадки в опорах зависит от состояния опорных поверхностей обрабатываемой детали, станка и приспособления. Чем чище эта поверхность, тем меньше величина осадки.

Для получения высокой точности обработки надо иметь тщательно выполненные установочные поверхности. В этих же целях не следует без надобности приме нять и излишнее количество прокладок между столом и деталью.

На точность обработки существенное влияние оказывают и другие деформации, появляющиеся под влиянием внутренних напряжений в металле обрабатываемых деталей. Такие напряжения обычно возникают при горячей обработке металлов (ковке, прокатке, отливке) а при обработке давлением в холодном состоянии (например, при правке). Обработка резанием также приводит к появлению внутренних напряжений.

Если с детали (отливки или поковки) срезать на станке слой металла, в котором имеются внутренние напряжения, то оставшиеся в ней напряжения должны перераспределиться внутри сечения, и тогда деталь после обработки деформируется.

Наибольшие деформации деталей наблюдаются на первых ступенях обработки, когда приходится срезать крупные по размерам стружки, особенно при снятии литейной корки.

Перераспределение напряжения и деформации приводят к возникновению погрешностей размера и формы обрабатываемой детали. Эти погрешности изготовления можно уменьшить, если подвергнуть деталь отжигу, который уменьшает внутренние напряжения, или процессу естественного старения.

Неточность установки детали. Помимо деформаций, связанных с оседанием опор, при установке детали возникают и другие погрешности. Нежесткие детали деформируются также под влиянием усилий их закрепления. После обработки и снятия такой детали со станка она приходит в свое прежнее состояние, и, таким образом, обрабатываемая поверхность получает неправильные размеры и форму.

Для достижения высокой точности обработки необходимо не пережимать деталь и предусматривать такие методы закрепления и такие режимы резания, которые вызывали бы минимальные деформации. В то же время нужно иметь в виду, что установка детали не должна допускать возможности каких-либо ее перемещений под действием сил в процессе резания.

Надежностью установки обрабатываемой детали и способностью ее оказывать сопротивление действию сил, возникающих в процессе резания и стремящихся сдвинуть деталь с места или вызвать появление вибраций, принято характеризовать жесткость установки (крепления).

При увеличении жесткости крепления деталей, особенно неустойчивых, можно повысить режим резания, а следовательно, и производительность труда.

Увеличение жесткости установки детали обеспечивается правильным расположением ее на столе станка, а также рациональным распределением опор и прижимов. При многократной установке в приспособлениях одной и той же заготовки и при одинаковой настройке станка положение ее опорной поверхности теоретически должно быть постоянным относительно инструмента. Однако на практике так не бывает.

При установке ряда последовательно обрабатываемых деталей одной и той же партии в одном и том же приспособлении расстояние от опорной поверхности детали до инструмента не остается неизменным. Причина тому - разные усилия зажима, вследствие чего величина деформаций в стыках деталь-приспособление также различна. Из-за различной осадки детали под опорами положение ее относительно станка не будет сохраняться постоянным. Кроме того, очень часто между деталью и установочным элементом приспособления попадает мелкая стружка.

Похожие материалы