Тепловые деформации и внутренние напряжения

На точность механической обработки деталей при выполнении окончательных операций существенно влияют температурные деформации обрабатываемой детали и деталей станка, вызываемые их нагревом.

На точность обработки могут влиять также тепловые деформации режущего инструмента, который во время работы сильно нагревается.

Тепловые деформации происходят по причинам: 1) нагрева теплом, выделяющимся при резании металла; 2) нагрева теплом, образующимся при трении движущихся частей станка; 3) непостоянства температуры помещения, вследствие чего происходят неравномерный нагрев или охлаждение системы станок — приспособление — инструмент — деталь.

При обработке с охлаждением детали и инструмента смазывающе-охлаждающей жидкостью тепловые деформации всей системы станок — приспособление — инструмент — деталь значительно уменьшаются.

Изготовление точных измерительных инструментов и выполнение окончательных операций обработки деталей высокой точности (точное шлифование, доводка и др.) должны производиться в помещениях, в которых постоянно поддерживается нормальная температура.

Неточность обработки возможна также из-за деформаций, возникающих под влиянием внутренних напряжений в материале детали. Внутренние напряжения появляются в результате неравномерного охлаждения отдельных частей заготовок, изготовленных литьем, ковкой, штамповкой, а также в деталях, обработанных давлением в холодном состоянии, при сварке, термической обработке, при обработке металла резанием. Внутренние напряжения проявляются в особенно значительных размерах в крупных отливках сложной конфигурации. С течением времени (иногда весьма продолжительного) внутренние напряжения постепенно ослабляются, выравниваются и исчезают, при этом деталь деформируется (коробится). При обработке металла резанием, когда снимается поверхностный слой заготовки (особенно литой), в металле происходит перераспределение внутренних напряжений и деталь деформируется. По этой причине черновые (обдирочные) операции отделяют от чистовых, которые исправляют форму детали и придают ей окончательные размеры.

Для уменьшения или устранения внутренних напряжений крупные отливки подвергают «старению» — искусственному или естественному.