Основы технологии машиностроения комплекс учебнометодических материалов
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Рис. 143. Влияние шероховатости на усталостную прочность детали Влияние шероховатости на антикоррозионную стойкость. Под действием газов и жидкостей поверхность детали подвергается коррозии. Чем больше величина шероховатости, тем воздействие коррозии активнее, поэтому шероховатость необходимо уменьшать. 3.8.2. Влияние физико- механических свойств на эксплуатационные свойства детали Влияние упрочнения поверхностного слоя на износостойкость. В результате различных видов обработки в поверхностном слое металла под преобладающим действием силового фактора происходит изменение, сопровождаемое поверхностным упрочнением. Слой наклёпанного металла при различных способах обработки неодинаков. Так, при точении он может достигать 1 мм, при развёртывании и протягивании − 0,1-0,2 мм, при шлифовании − 0,12-0,075 мм; при полировании − сотые доли миллиметра. Наличие наклепа в большинстве случаев вызывает существенное снижение износа поверхности (рис. 144). Учитывая, что наклёп поверхностного слоя увеличивает износостойкость поверхности, широко применяются специальные методы упрочняющей обработки: обработка шариком, роликом, дробью, дорнование и т.д.
В период приработки трущиеся пары приобретают не только оптимальную шероховатость, но и формируют оптимальную микротвёрдость поверхностного слоя (упрочнение). Для случаев, когда микротвёрдость до изнашивания мала (  < ), формирование оптимальной микротвёрдости происходит следующим образом: если полное истирание и смятие неровностей не увеличивает несущей способности поверхности до требуемой величины (величины, уравновешивающей внешнюю нагрузку), то интенсивное истирание поверхности продолжается. Таким образом, в поверхностном слое продолжает происходить пластическая деформация, а следствием этого является увеличение упрочнения, что происходит до тех пор, пока рост предела текучести металла, связанный с его упрочнением, не обеспечит требуемую несущую способность поверхности. При этом величина упрочнения приближается к оптимальной. В случае, когда микротвёрдость до изнашивания велика (>), то в процессе приработки под действием возникающей при трении температуры происходит снижение микротвердости до соответствующего предела текучести, обеспечивающего равенство несущей способности поверхности и внешней нагрузки. В этом случае величина упрочнения стабилизируется около ее оптимальной величины.Положительное влияние наклепа на износостойкость наблюдается только до определённой степени наклепа. При превышении этой степени происходит перенаклёп, сопровождающийся охрупчиванием зоны перенаклёпанного металла, отслаиванием его от основной массы, шелушением и усиленным износом (рис. 145). Влияние упрочнения на усталостную прочность. В результате упрочнения поверхностного слоя, наряду с увеличением износостойкости соединений, увеличивается и усталостная прочность на 15-20%. Упрочнённый поверхностный слой препятствует росту существующих и возникновению новых усталостных трещин. При наличии упрочняющего слоя усталостные трещины зарождаются не в поверхностном слое, а в глубине детали. Появление таких трещин и дальнейшее их развитие возможно при бòльших циклах нагружения, чем при отсутствии упрочнения. Влияние упрочнения и остаточных напряжений на антикоррозионную стойкость. Механическая обработка, вызывающая наклёп поверхностного слоя, приводит к изменению антикоррозионной стойкости металла. При длительном статическом нагружении в коррозионных средах наклёп и остаточные напряжения могут стать причиной коррозионного растрескивания стали. Коррозионное растрескивание в этих случаях устраняется при снятии наклёпа отжигом. При работе в условиях высоких температур, выше 700-800 ◦С, наклёп, также как и остаточные напряжения, является вредным. Благоприятное влияние наклёпа на долговечность работы деталей машин наблюдается только при обычных условиях эксплуатации. Влияние остаточных напряжений на износостойкость поверхностей. По данным исследований остаточные напряжения поверхностного слоя, возникающие в процессе обработки поверхности, не влияют на износостойкость при нормальных условиях работы (в условиях терния- скольжения в режиме окислительного износа). Независимо от знака и величины напряжений в процессе эксплуатации под действием протекающей пластической деформации металла напряжения снимаются полностью, так как по природе своей они являются упругими, и в дальнейшем в поверхностном слое возникают напряжения сжатия, зависящие только от условий трения. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность. Исследования показали, что остаточные напряжения сжатия повышают предел выносливости, а остаточные напряжения растяжения уменьшают его. Для сталей повышенной твердости за счёт сжимающих напряжений повышение предела усталости можно достигнуть на 50%, а растягивающие напряжения снижают предел усталости порядка на 30%. Контрольные вопросы
3.9. Технологичность конструкций машин Совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, объёма выпуска и условий выполнения работ представляет собой технологичность конструкции изделия (ТКИ). Технологичность конструкции изделия характеризует не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности. К этим особенностям относят: состав и взаимное расположение его частей, схема устройства в целом, форма и расположение поверхностей деталей и соединений, их состояние, размеры и материалы. Основные понятия и определения приведены в ГОСТах: – ЕСТПП ГОСТ 14.205. Технологичность конструкции изделий. Термины и определения; – ЕСТПП ГОСТ 14.201 (14.203, 14.204). Общие правила обеспечения технологичности конструкции изделия; – ЕСТПП ГОСТ 14.202 (14.203, 14.204). Правила выбора показателей технологичности конструкции изделия. 3.9.1. Общие и производственные показатели Рассмотрим только основные показатели. К общим основным показателям относятся: материалоемкость изделия, металлоемкость изделия, энергоемкость изделия. Материалоёмкость изделия − это воплощенные в конструкции затраты материальных ресурсов, необходимых для производства, эксплуатации и ремонта изделия. Металлоёмкость изделия − воплощенные в конструкции затраты металла, необходимые для производства, эксплуатации и ремонта изделия. Энергоёмкость изделия − это воплощенные в конструкции затраты топливно-энергетических ресурсов, необходимые для производства, эксплуатации и ремонта изделия. К производственным основным показателям относятся: трудоемкость изделия, технологическая себестоимость изделия. Трудоёмкость изделия в изготовлении − это суммарные затраты труда на выполнение технологических процессов изготовления изделия. Технологическая себестоимость изделия в изготовлении − это суммарные затраты средств на осуществление технологических процессов изготовления детали. 3.9.2. Технологичность конструкции деталей Основными показателями технологичности конструкции детали являются:
 , (56)где  − трудоёмкость изготовления детали на i-ой операции в нормо-часах;
 ; (57)
 , (58)где  − стоимость материалов, затраченных на изготовление детали; − заработная плата производственных рабочих с начислениями; − цеховые расходы;
 . (59)3.9.3. Технологичность формы детали Под технологичностью детали понимается придание ей такой формы и выбор для нее таких материалов, которые обеспечивали бы при высоком качестве детали наиболее полное и экономичное изготовление. Рассмотрим конкретные примеры по технологичности формы детали. Детали считаются технологичными по форме, если они отвечают следующим требованиям.
 НЕ Т Рис. 146. Расчленение сложной детали с последующим соединением деталей сваркой НЕ Т Рис. 147. Расчленение сложной детали с последующим соединением деталей запрессовкой
НЕ Т Рис. 148. Фрезерование бобышек НЕ Т Рис. 149. Точение внутренних цилиндрических поверхностей
НЕ НЕ Т Рис 150. Сверление отверстий в корпусных деталях
НЕ Т Рис. 151. Протягивание шлицевого отверстия
Рис. 152. Фрезерование плоскости
НЕ Т Рис. 153. Обработка отверстия
НЕ Т Рис. 154. Точение наружных цилиндрических и торцовых поверхностей
НЕ Т Рис. 155. Обработка внутреннего ступенчатого отверстия
НЕ Т Рис. 156. Сверление отверстий в корпусных деталях
НЕ Т НЕ Т Рис. 157. Обработка шпоночных пазов
НЕ Т Рис. 158. Обработка ступенчатых валов Влияние объёма выпуска на технологичность. Проектирование зубчатых колёс как одного целого с валом или втулкой целесообразно для условий серийного, крупносерийного и массового производств (рис. 159). Шпоночные соединения характерны для единичного и мелкосерийного производства, а в серийном, крупносерийном и массовом − желательно их заменять на шлицевые соединения. а) б) |
, 
, определяемый как отношение достигнутой трудоёмкости детали 
, определяемая как сумма затрат при осуществлении технологического процесса изготовления одной детали
, определяемый как отношение достигнутой себестоимости 