Погрешности, вызванные внутренними остаточными напряжениями

Остаточные напряжения - это напряжения, которые существуют в материале детали при отсутствии воздействия на неё внешних сил.

Эти напряжения возникают в процессе предшествующей обработки и остаются в детали после её окончания. Остаточные напряжения полностью уравновешены и их действие на деталь с внешней стороны ничем не проявляется. Остаточные напряжения (по предположению академика Давиденкова Н.Н.) разделяются на три вида:

1. Напряжения 1-го рода - макронапряжения (внутренние) - распространяются по всему сечению детали.

2. Напряжения 2-го рода - микронапряжения - действуют в пределах одного кристалла или группы кристаллических зёрен.

3. Напряжения 3-го рода - субмикроскопические - относятся к искажению кристаллической решётки.

При обработке заготовок основное влияние на точность внутренние напряжения (1-го рода). В зависимости от способа обработки они могут распространяться как по всему сечению, так и концентрироваться в поверхностном слое заготовки.

Внутренние напряжения возникают из-за неоднородных объёмных изменений металла в результате действия следующих факторов:

1. Неоднородного (неравномерного) нагрева или охлаждения.

2. Фазовых и структурных превращений при пластической деформации (ковка, штамповка и т.п.)

3. В результате неоднородного протекания фазовых превращений при получении заготовок (например, отливкой).

В большинстве случаев остаточные напряжения возникают в условиях одновременного действия различных факторов: механических, тепловых и физико-химических.

Механизм возникновения погрешностей вследствие остаточных напряжений состоит в том, что при удалении припуска или при термической обработке без снятия припуска нарушается равновесие внутренних напряжений. В результате деталь начинает деформироваться до тех пор, пока перегруппировка напряжений не приведёт к равновесному состоянию.

Снятие или уменьшение внутренних остаточных напряжений в заготовках достигается естественным старением, термообработкой (искусственным старением) и некоторыми методами механического воздействия.

Естественное старение - это "выдерживание" заготовки на воздухе в течение определённого срока (от 3 до 6 месяцев). Его проводят после предварительной обработки.

Искусственное старение - это медленный нагрев до 500⁰ - 600⁰С, выдержка в течение 5-6 часов и более, и последующее медленное охлаждение.

Погрешности, связанные с неточностью мерного и

Профильного инструмента

К мерному инструменту относят свёрла, зенкеры, развёртки, протяжки, шпоночные резцы, фрезы и другие. Погрешность этих инструментов полностью копируется на деталях. Это приводит к появлению систематических и постоянных (в пределах одной партии заготовок) погрешностей.

Профильный инструмент - резьбовые резцы и фрезы, зубонарезные инструменты (фрезы, долбяки), шлифовальные круги. Погрешность профиля копируется на деталь.