Выбор параметров качества поверхности в зависимости от эксплуатационных свойств деталей

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНСТВО  ПО  ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное  государственное

образовательное  учреждение

высшего  профессионального  образования

<<Сибирский  федеральный  университет>>

(СФУ)

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

                                                                         Ю. И. Ковалев

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

СПЕЦИАЛЬНОСТИ 2301

Красноярск 2008

2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ  КАЧЕСТВА  ПОВЕРХНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ  ОТ  ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ

Качество поверхности детали характеризуется двумя группами свойств: геометрическими (макроотклонения, волнистость, микрогеометрия), физико-механическими (внутренние напряжения, наклеп).

Эксплуатационные свойства деталей находятся в прямой зависимости с геометрическими параметрами и физико-механическими характеристиками поверхностного слоя. Taк, опорная длина профиля оказывает существенное влияние на износостойкость поверхности; с увеличением опорной длины профиля износостойкость поверхности повышается. Увеличение высоты волны, уменьшение ее шага приводит к увеличению износа. На работу детали, работающей при действии знакоперменных нагрузок, влияют: относительная опорная длина по средней линии профиля , средний шаг неровностей , наибольшая высота неровностей профиля , среднее арифметическое отклонение профиля , величина остаточных напряжений  в поверхностном слое.

Направление нервностей и шероховатость поверхности по-разному влияют на износ при различных видах трения [2]. При сухом трении износ увеличивается во всех случаях с увеличением шероховатости, но наибольший износ имеет место при направлении неровностей, перпендикулярном рабочему движению. При граничном (полужидкостном) трении и малой шероховатости поверхности наибольший износ наблюдается при параллельности неровностей направлению рабочего движения.                  С увеличением же шероховатости поверхности износ увеличивается при перпендикулярности направления неровностей направлению рабочего движения. При жидкостном трении практически износ отсутствует, но при большой высоте неровностей износ увеличивается при перпендикулярности направления неровностей направлению рабочего движения. Необходимо выбирать такой метод обработки резанием, который дает наиболее благоприятное с позицией износа направление неровностей. Так, коленчатые валы, работающие при обильной смазке, должны иметь направление неровностей поверхности, параллельное рабочему движению.

Как при назначении параметров качества поверхностного слоя деталей машин, так и при выборе технологических методов необходимо знать возможности этих методов обработки при одновременном обеспечении всей системы параметров качества. Обобщенные статистические данные для некоторых методов обработки заготовок из конструкционных сталей приведены в [16].

При решении задач по технологическому обеспечению качества поверхности деталей и их эксплуатационных свойств необходимо назначать параметры качества (состояния) поверхностного слоя деталей машин с учетом их функционального назначения.

З А Д А Ч А. Определить параметры шероховатости рабочей поверхности вала , изготовленного из стали 40Х и работающего на растяжение при действии циклической нагрузки Р = 100 кН, назначить метод отделочной обработки.

Решение. Преобразовав уравнение прочности деталей [16, с. 91] относительно параметров шероховатости, получим выражение

.                  (2.1)

 МПа.

При чистовом точении рабочей поверхности вала [16]

; ; .

Подставлив исходные данные в уравнение (2.1), получим

.

Этому соотношению соответствуют из [16]

 мкм,   мм

– ГОСТ 2.309–73 (рис. 2.1, а).

Рис. 2.1. Обозначения на чертеже

При шлифовании рабочей поверхности вала [16]

 %; ;  МПа.

После вычислений по уравнению получим

.

Этому соотношению соответствует  мкм,  мм, что обозначается на чертеже (рис. 2.1, б).

При накатывании рабочей поверхности вала [16]

 %; ;  МПа.

После вычислений по уравнению получим

.

Этому соотношению соответствует  мКм,  мм, что обозначается на чертеже (рис. 2.1, в).

В А Р И А Н Т Ы  З А Д А Н И Й

З А Д А Ч А.  Определить величину необходимого натяга, параметры состояния сопрягаемых поверхностей вала и втулки, изготовленных