Исследование качества обработанной поверхности

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

“Гомельский государственный технический университет

имени П.О.Сухого”

Кафедра “Технология машиностроения”

Отчеты

по лабораторным работам

по курсу

“ Производственные технологические процессы ”

                                                                Выполнила студентка группы ТМ-41

                         Бельчина Н.Г.

                                        Принял преподаватель

                            Гринкевич И.В.

Гомель 2008

          Лабораторная работа №1

“ Исследование качества обработанной поверхности ”

Цель работы: ознакомление с факторами, влияющими на качество поверхностей деталей машин, методикой постановки эксперимента и математической обработкой полученных данных.

           Порядок выполнения работы:

Ответы на контрольные вопросы.

1. Под качеством деталей машин понимается геометрия их реальных поверхностей, точность выполнения заданных размеров и физическая характеристика поверхностного слоя.

2. Микрогеометрия поверхности зависит от формы инструмента, элементов режима резания и действия ряда технологических факторов: упругие и пластические деформации, трение по задней поверхности инструмента, нарост, вибрации и изменение контура лезвия в процессе его износа.

3. Физико-механические свойства поверхностного слоя определяются:

- степенью наклепа :

где -  микротвердость наклепного слоя;

-  микротвердость исходного материала;

- глубина наклепа;

- величиной, глубиной и знаком остаточных напряжений.

4.  На глубину и степень наклепа оказывает влияние свойства обрабатываемого материала, методы обработки, режимы резания, геометрия режущего инструмента и др.  Так, с увеличением скорости резания степень и глубина наклепа уменьшаются. С износом режущего инструмента увеличивается радиус округления лезвия и в связи с этим повышается пластическая деформация, и глубина наклепа может увеличиваться вдвое и больше.

5. Остаточными называются такие напряжения, которые сохраняются в детали при снятии внешней нагрузки.

6. Различают остаточные напряжения трех родов. Напряжения первого рода имеют макроскопический характер, т.е. они охватывают или весь объем детали, или значительную часть ее. Напряжения второго рода представляют собой местные кристаллические напряжения, охватывающие объем одного или нескольких зерен металла. Напряжения третьего рода охватывают объем нескольких кристаллических ячеек зерна.

7. Остаточные напряжения влияю на эксплуатационные качества деталей машин, на усталостную прочность деталей, на их хрупкое разрушение. Хрупкость резко повышается при наличии остаточных напряжений, особенно если на поверхности имеются повреждения.  Напряжения второго рода, обуславливая межкристаллитные нарушения, снижают способность металла пластически деформироваться и делают его более хрупким.

8. Из большого числа различных методов определения остаточных напряжений наиболее полно разработаны академиком Н.Н.Давиденковым механические методы для выявления напряжений первого рода.

9. Сущность механических методов заключается в измерении деформаций, образующихся в оставшейся части детали по мере удаления деформированных слоев металла и в вычислении тех напряжений, которые потребовались бы для устранения этих деформаций.

10. Чтобы получить в кольцах такие же остаточные напряжения, которые возникают в деталях машин, кольца подвергают обработке по изучаемым цилиндрическим поверхностям  при таких же условиях, при которых обрабатываются данные детали, затем обработанные цилиндрические поверхности колец точно измеряют, после чего кольцо разрезают по образующей и измеряют его изменившийся диаметр.

11. Для определения остаточных напряжений в поверхностных слоях деталей цилиндрической формы использую специальные образцы кольца.

12. Напряжения вычисляют по следующей формуле:

где  E – модуль упругости,

- коэффициент, который определяется

где  -  коэффициент Пуассона.

 - расстояние между средней линией кольца после обработки и серединой рассматриваемого слоя металла,

 - толщина стенки кольца после обработки,

 - диаметр серединной окружности обработанного кольца до отрезки,

 - измеренное изменение наружного диаметра кольца до разрезки