Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Влияние методов обработки на эксплуатационные свойства деталей

Влияние методов обработки на эксплуатационные свойства деталей
Эксплуатационные свойства деталей в значительной мере определяются состоянием и свойствами поверхностного слоя. Последние определяются условиями обработки — методами, режимами, видом применяемого материала и его состоянием.

Широкий спектр изделий различного назначения характеризуется соответственно и многообразием требований эксплуатационного характера. Входящие в них детали могут подвергаться изнашиванию, усталостному, коррозионному и кавитационному разрушению, к ним могут предъявляться требования термо- или хладостойкости, отражательной способности, требования эстетического характера.

В числе важнейших эксплуатационных свойств можно отметить следующие.

Износостойкость — характеризуется сопротивлением поверхности детали изнашиванию. В процессе изнашивания происходит изменение формы и размеров сопрягаемых деталей, нарушаются условия правильной эксплуатации.

Усталостная прочность, или предел выносливости, характеризуется напряжением, при котором деталь выдерживает неограниченное число циклов нагружений без разрушения.
Контактная усталость — усталость материала в условиях контактной нагрузки.

Сопротивление коррозии — сопротивление материала действию коррозионных процессов.
Отражательная способность характеризуется количеством отраженного и рассеянного света.
Опорная поверхность характеризуется площадью контакта соприкасающихся поверхностей.
Электрические и магнитные свойства (электропроводность, прохождение электромагнитных волн и др.).

Эстетические свойства, или товарный вид, изделий (блеск, оттенок, цвет, гладкость и т. д.).
При оценке эксплуатационных свойств деталей и изделий рассматривают также обобщенные показатели: долговечность и надежность.

Под долговечностью понимают продолжительность работы детали (изделия) до разрушения или потери работоспособности. Например, долговечность коленчатого вала, поршневого кольца, коробки скоростей и др.
Под надежностью понимают свойство изделия (детали) сохранять работоспособность в течение установленного времени в заданных условиях эксплуатации. Надежность характеризуется безотказной работой изделия (детали) в течение заданного времени, если число отказов в этот интервал времени не превышает допустимого.

Важная роль в выполнении указанных требований отводится состоянию и свойствам поверхностного слоя детали. Формирование этого слоя происходит, как отмечено выше, при обработке различными методами, с установлением соответствующих режимов и последовательности. В настоящее время разработано большое количество методов обработки, изменяющих состояние и свойства поверхностного слоя (геометрических, физико-механических параметров и структуры). Применение их с учетом конкретных условий эксплуатации позволяет формировать поверхностный слой деталей с наперед заданны ми свойствами, в результате чего представляется возможным существенное повышение их эксплуатационных свойств.

Шероховатость поверхности является одним из основных параметров качества поверхности, определяющим многие эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, коррозионную стойкость, усталостную прочность, контактную усталость, оптические свойства, прочность прессовых посадок, некоторые электрические свойства. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что величина сил трения и износостойкость деталей машин тесно связаны с такими параметрами шероховатости, как высота и форма микронеровностей, опорная поверхность, а также направление обработочных рисок относительно действующих нагрузок. Во многих случаях установлена оптимальная шероховатость, обеспечивающая наилучшие условия работы трущейся поверхности. Например, для подшипников качения оптимальным является шероховатость поверхности Ra = 0,04-0,16 мкм, для гильз цилиндров двигателей Ra = 0,08-0,32 мкм.
Следы обработки, из которых образуются шероховатости, являются местом зарождения коррозионных процессов и усталостных трещин. Чем грубее следы обработки, тем выше скорость протекания и развития отмеченных процессов.

Увеличение микротвердости способствует повышению износостойкости, усталостной прочности, контактной усталости. Существует оптимальное значение микротвердости для конкретных условий.

Величина и знак остаточных напряжений оказывают влияние на усталостную прочность, предел выносливости. В большинстве случаев благоприятными являются сжимающие остаточные напряжения (-δ0).

Методы механической обработки

Механические и комбинированные методы обработки могут быть классифицированы по сущности процесса...

Оценка структуры материала поверхностного слоя

Макроскопический анализ — исследование металлов невооруженным глазом или при помощи лупы при небольших увеличениях...

Влияние качества поверхности на усталостную прочность сталей

Значительно влияет на повышение усталостной прочности уменьшение шероховатости поверхности в местах...