Высокие требования к точности

Требования к точности и шероховатости поверхностей. Обоснование выбора черновых и чистовых баз

Страницы работы

Содержание работы

3 Требования к точности и шероховатости поверхностей

Данный анализ производится на основе чертежа детали (рисунок 1).

Одной из наиболее ответственных поверхностей данной детали является место посадки ротора Æ46. Точность их изготовления влияет на надежность и долговечность работы двигателя. Поэтому после токарной операции необходима операция окончательной обработки поверхности, поскольку точение не обеспечивает заданную степень точности. В качестве такой операции выбирают шлифование, которое обеспечивает не только заданную чертежом степень точности вала, но и приемлемый класс шероховатости. Величина шероховатости играет большую роль, влияя на предел выносливости материала.

Не менее ответственными поверхностями данной детали являются по­садочные места под подшипники качения – поверхность Æ42. К ним предъявляются жесткие требования как на точность выполнения размеров и класса шероховатости так и на форму и взаимное расположение поверхностей. Для получения этих поверхностей заданного качества производят тонкую об­работку точением. Окончательная обработка данных поверхностей заключа­ется в шлифовании. Экономические показатели точности процесса шлифования обеспечивают заданные чертежом требования.

Важной рабочей поверхностью вала является поверхность Æ44 – участок, на который насаживается коллектор. К точности исполнения диаметральных размеров и к классу шеро­ховатости предъявляются высокие требования. Это обусловило применение в качестве оконча­тельной операции для данной поверхности шлифование.

Шпоночный паз рассматриваемой детали играет большую роль в пере­даче крутящего момента. Точность установки шпонки, а значит, и точность изготовления шпоночного паза влияет на долговечность со­единения. В качестве метода получения шпоночного паза выбирают фрезерование шпоночной фрезой. Данный вид обработки обеспе­чивает необходимые параметры точности размеров и класса шероховатости.

Два центровых отверстия являются чистовыми базами для последующих операций механической обработки и операций контроля изделия. Получение чис­товых баз на первой операции механической обработки обеспечивает сниже­ние погрешностей установки изделия и повышает точность.

4 Обоснование выбора черновых и чистовых баз

Черновыми базами для первой операции механической обработки явля­ются цилиндрическая поверхность и торцовые поверхности заготовки (рисунок 2).

Первой операцией механической обработки является подрезка торцов заготовки и сверление двух центровых отверстий. Базой выбирают цилинд­рическую поверхность для обеспечения необходимой точности получаемых центровых отверстий. Заготовка ложится на призматические по­верхности приспособления, что приводит к исключению погрешности бази­рования центровых отверстий относительно вертикальной оси заготовки. Для базирования заготовки в продольном направлении, ее доводят до упора в то­рец.

На первой операции механической обработки получают чистовые базы для последующих операций механической обработки и контроля изделия. Этими базами являются два центровых отверстия и торцы. Получение чис­товых баз на первой операции обработки изделия обеспечивает сниже­ние погрешностей установки изделия и повышает точность.

5 Способ получения заготовки

Вал в электрической машине – наиболее нагруженная деталь, передающая крутящий момент исполнительному органу. От прочности и точности вала зависит надежность работы электрической машины. Вал имеет ступенчатую форму с уменьшающимися ступенями к обоим концам. Валы изготовляют из стали марки сталь 45.

В качестве рассматриваемых вариантов получения заготовки выбирают следующие

1. Заготовка из пруткового материала

2. Заготовка — поковка, полученная на горизонтально — ковочной ма­шине (ГКМ).

3. Заготовка из поперечно клинового проката.

Далее рассматривают эти варианты подробнее.

Заготовка из пруткового материала.

Диаметр прутка выбирают исходя из класса точности прутка, особен­ностей отрезки заготовки на прессах, припусков на обработку максимального диаметра вала и величины дефектного слоя. В качестве заготовки выбирают пруток диаметром d = 55± 4 (мм).

Заготовка данного типа позволяет вести механическую обработку на токар­ных многошпиндельных горизонтальных прутковых автоматах, что повышает производительность обработки и снижает себестоимость. Длину заготовки выбирают исходя из припусков на подрезание торцов изделия, припуска на отрезку заготовки и скоса при отрезке заготовки на прессах l = 590 (мм). Коэф­фициент использования материала (КИМ) = 70%.

Полученное значение свидетельствует, что большая часть металла будет переведено в стружку. При программе выпуска изделий 350000 дет/год масса утерянного материала будет очень большой и время обработки каждой детали возрастет, что для массового производства не допустимо. Поэтому, чтобы уменьшить количество утерянного металла, выбирают другие способы получения заготовки.

Заготовка — поковка, полученная на ГКМ. Данный тип заготовки требует наличия специального кузнечно-ковочного оборудования на заводе. ГКМ является сложным и дорогостоящим оборудованием, требующей высокой квалификации обслуживающего персо­нала. Также получение данного вида заготовок требует наличия специализи­рованной оснастки для ГКМ. Кроме того, на ГКМ нельзя получить высокие точность и шероховатость поверхности детали, по этому припуски на обработку будут большими, и время обработки возрастет. Для массового производства этот фактор является весьма существенным.

Заготовка из поперечно клинового проката. Эти заготовки наиболее совершенны, их форма и размеры отличаются незначительно от размеров вала. Благодаря высокой точности и чистоте поверхности заготовки на механическую обработку оставляют припуск небольшой величины, который снимается за один рабочий ход на токарном станке.

Несмотря на некоторый выигрыш в экономической эффективности получения за­готовок из прутка, выбирают способ получения заготовки из поперечно клинового проката как способ, дающий намного более рациональное использование материала, более высокие точность и шероховатость поверхности детали, а также меньшие время обработки и количество операций.

6 Краткое описание принятого технологического процесса

Разработка в данной курсовой работе технологического процесса осуществляется на основании нескольких основных принципов. Последова­тельность выполнения операций в технологическом процессе определяется величиной снимаемого припуска на конкретной операции. Прежде всего, вы­полняются операции, характеризующиеся максимальным припуском, сни­маемым при обработке. Данный принцип обусловлен тем, что при снятии больших величин припуска в детали по истечении некоторого промежутка времени выяв­ляются остаточные напряжения, приводящие к деформации де­тали. При несоблюдении данного принципа после «тяжелых» в динамиче­ском отношении операций произойдет де­формация детали, и на обработан­ных заранее поверхностях с высокой точностью проявят­ся искажения формы и размеров настолько, что данные поверхности окажутся дефектны­ми. По­этому первой операцией механической обработки является фрезерование, ха­ракте­ризующееся большими величинами снимаемого припуска, а последней операцией являет­ся шлифование, характеризующееся малыми величи­нами снимаемого слоя металла и вы­сокими требованиями к качеству обрабо­танной поверхности.

В качестве черновых баз на первой операции механической обработки используют поверхности, обеспечивающие надежное закрепление заготовки при обработке, данные поверхности должны быть максимально чистыми и ровными. Черновые базы обеспечивают получение чистовых постоянных баз, используемых для базирования на последующих операциях механической обработки. При определении схемы базирования заготовки на последующих опе­рациях механической обработки руководствуются принципом постоянства чистовых баз. На основании этого принципа базирование на операциях меха­нической обработки однотипно. Соблюдение данного условия обеспечивает наименьшую погрешность обработки, наименьшие отклонения формы и рас­положения поверхностей, полученных на разных операциях. Так для разра­ботанного технологического процесса постоянными чистовыми базами яв­ляются центровые отверстия.

Станочное оборудование, применяемое при обработке, выбирают ис­ходя из возможности обработки заготовки с заданными габаритами и величин рабочего хода исполнительных узлов станка. Для массового производства большое значение имеет высокая производительность станка, которая должна обеспечивать обработку заданного количества деталей при выбранных режимах резания.

7 Экономическое обоснование техпроцесса

Обтачивать валы можно на токарных станках, токарно-многорезцовых полуавтоматах или на токарных гидрокопировальных полуавтоматах.

При обработке на токарно-многорезцовых автоматах, когда одновременно работают несколько резцов, основное время меньше, чем при обработке одним резцом на токарных гидрокопировальных станках. Но подготовительно-заключительное время и время на техническое обслуживание на многорезцовых полуавтоматах достигает значительных размеров. На наладку таких станков с большим количеством обрабатывающих резцов уходит так много времени, что применение многорезцовых токарных станков становится не целесообразным. Кроме того, количество одновременно работающих резцов ограничивается жесткостью детали, мощностью станка и конструкцией резцедержателей.

На точность обработки на многорезцовых автоматах влияют кроме общих, ряд дополнительных факторов: неточность размеров, определяющих расположение резцов, неодинаковый износ резцов, меняющаяся величина отжатия в системе СПИД, что происходит из-за последовательного вступления в работу резцов, закрепленных в резцедержателях.

Обтачивание же валов на гидрокопировальных автоматах имеет ряд преимуществ перед обтачиванием на многорезцовых станках. Так время на наладку и подналадку гидрокопировальных станков значительно меньше, чем на наладку. Кроме того, на гидрокопировальном автомате обработку можно вести с более высокими скоростями, чем на многорезцовых станках, т.е. при малых затратах основного времени.

Смотрите так же:  Пенсия в 2019 году последние новости индексация инвалидам 2 группы

При обработке на гидрокопировальных автоматах получают более высокие точность и шероховатость поверхности детали. Величина отжатия в упругой системе незначительна. На основании этих факторов выбирают обработку на гидрокопировальных полуавтоматах.

Требования к методикам выполнения измерений. Задачи измерений и методы назначения допустимой погрешности измерений

Требования к методикам выполнения измерений

При проведении метрологической экспертизы особое внимание уделяют выбору методик выполнения измерений, которые должны обеспечивать контролепригодность с учетом требований к точности параметров и их инструментальной доступности на объекте. При возможности использования конкурирующих МВИ следует выбирать не ту методику, которая обладает самой высокой точностью, а такую, которая требовала бы наименьших затрат с учетом имеющихся материальных ресурсов, либо позволяла минимизировать затраты на проектирование процессов измерений при необходимости приобретения и/или разработки новых средств измерений.

Общие требования, предъявляемые к методике выполнения измерений, можно сформулировать в следующем виде:

  1. Обеспечение требуемой точности измерений.
  2. Обеспечение экономичности измерений.
  3. Обеспечение безопасности измерений.
  4. Обеспечение представительности (валидности) результатов измерений.

Поскольку идеальным результатом измерения является истинное значение физической величины, которое получить невозможно, то оптимальным результатом измерения будет являться такой, который может адекватно заменить недостижимое истинное значение. Этот подход зафиксирован в стандартном определении действительного значения физической величины и может использоваться для формулирования цели измерения.

Цель любого измерения – получение действительного значения измеряемой ФВ, то есть такого значения, которое достоверно представляло бы истинное значение измеряемой ФВ. Различают значения, которые соответствуют по-разному поставленным измерительным задачам: одни могут быть приняты за действительное значение корректно нормированной ФВ, другие – за достоверную оценку ненормированной измеряемой ФВ.

Точность является необходимым условием для использования результатов измерений. Несоблюдение этого условия делает невозможным получение действительного значения измеряемой физической величины. Обеспечение точности измерений заключается в установлении требуемого соотношения допустимой погрешности измерений [Δ] и значения предела реализуемой в ходе измерений погрешности Δ

Запас точности измерений (избыточная точность) как правило оказывается нерациональным, поскольку предельное соотношение Δ = [Δ] обеспечивает достоверность измерительной информации, а уменьшение погрешности измерений ведет к резкому росту затрат на их выполнение.

Экономичность измерений – не абсолютное требование, по экономичности можно сравнивать только конкурентоспособные МВИ, гарантирующие необходимую точность. При оценке экономичности измерений учитывают производительность и себестоимость измерительной операции, необходимую квалификацию оператора, наличие конкурирующих СИ, цену универсальных СИ, стоимость разработки и изготовления специального (нестандартизованного) СИ, возможность многоцелевого использования данных СИ и др.

При рассмотрении безопасности измерений следует анализировать опасности, связанные с измеряемым объектом, а также те, которые могут нести средства измерений. Опасны такие явления, связанные с измеряемыми величинами, как высокие давления, механические и электрические напряжения, сила электрического тока, радиоактивность и многие другие. Источниками опасности применяемых средств измерений могут быть используемые для измерительных преобразований подвижные механические элементы, высокие давления и электрические напряжения, когерентные пучки оптических частот и другие энергетически насыщенные явления.

Обеспечение представительности (валидности) результатов измерений выходит за рамки разработки МВИ в узком смысле. Представительность результатов многократных измерений одной и той же ФВ связано с числом измерений и с выбранной доверительной вероятностью. При измерительном контроле представительными можно считать результаты, которые позволяют создать адекватную модель контролируемого объекта по измеряемым параметрам. (Метрологическое моделирование рассмотрено в отдельном модуле). Необходимы разные подходы к обеспечению представительности при измерительном контроле объекта, на котором воспроизводится множество номинально одинаковых ФВ и при измерительном контроле множества номинально одинаковых объектов. Принципиально отличаются также задачи измерений разных ФВ или изменяющейся ФВ.

При многократных измерениях одной и той же ФВ представительность результата измерений обусловлена его достоверностью и связана с числом наблюдений при измерениях – чем больше (в разумных пределах) наблюдений в серии, тем более четко проявляются систематические составляющие погрешности измерений и тем достовернее становятся статистические оценки средних квадратических значений и границ случайной погрешности. Представительность результата измерений при многократных наблюдениях одной и той же ФВ зависит также от выбранной доверительной вероятности. Уровень представительности тем выше, чем больше вероятность накрытия истинного значения полученной в ходе измерений интервальной оценкой.

Примерами соответствия «один объект – одна ФВ» являются масса тела, сопротивление резистора, температура плавления вещества. Ситуацию «один объект – множество номинально одинаковых ФВ» можно рассмотреть на примере таких геометрических параметров детали, как расстояние между номинально плоскими гранями, «диаметры» номинально цилиндрической поверхности в разных сечениях, угол между номинально плоскими гранями. Отличаются (пусть незначительно) коэффициенты преломления одной оптической детали, локальные плотности неоднородного материала, параметры твердости поверхности на разных участках после одинаковой термообработки и т.д.

При измерительном контроле объекта с множеством номинально одинаковых ФВ представительными можно считать те результаты, которые с достаточной полнотой характеризуют исследуемый объект. Представительность в таком случае обеспечивается достаточным числом измерений и правильным выбором контрольных точек (контрольных сечений).

Нарушение представительности при измерении номинально одинаковых физических величин может быть обусловлено неидеальностью объекта измерения. Так, реальная поверхность шейки вала может отличаться от прямого кругового цилиндра, например наличием конусообразности или бочкообразности в продольном сечении, овальности или огранки в поперечном сечении или другими погрешностями формы. В подобном случае представительность результатов зависит не только от числа и расположения контрольных сечений, но и от методических погрешностей измерений и обеспечивается только при их удовлетворительных (пренебрежимо малых) значениях. Наибольшую опасность представляют невыявленные методические погрешности, например такие, как отклонения от круглости в виде нечетной огранки при двухконтактной схеме измерений.

Множество номинально одинаковых ФВ на множестве однородных (номинально одинаковых) объектов – массы однотипных деталей в партии, геометрические размеры и твердость их одинаковых поверхностей, выходные напряжения одинаковых источников постоянного тока (батареек), фокусные расстояния однотипных линз, т.е. любые комбинации двух предыдущих ситуаций.

Представительность результатов измерительного контроля номинально одинаковых ФВ, принадлежащих разным объектам, включает две очевидные составляющие: представительность результатов измерительного контроля каждого из объектов и представительность выборки из партии объектов.

Представительность результатов измерений разных ФВ или изменяющейся ФВ можно свести к задачам различения отдельных измеряемых величин, причем глубина изучения каждой из величин и их отличий определяются поставленными задачами исследований.

При наличии нескольких конкурирующих вариантов, выбор конкретной МВИ начинают с проверки удовлетворения главных требований – обеспечения достаточной точности и представительности. Затем можно сопоставлять МВИ по неметрологическим свойствам (производительность, себестоимость измерений, уровень безопасности и др.). Выбор зависит от конкретных требований и ресурсов, в соответствии с которыми и определяют критерии для оценки конкурентоспособных МВИ.

Задачи измерений и методы назначения допустимой погрешности измерений

«Конечные цели измерений» в МИ 1317–86 («Методические указания. ГСИ. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров») изложены несколько противоречиво. В частности, утверждение, что конечный результат измерений «не обязательно представляет собой оценку истинного значения измеряемой величины» противоречит приведенному в том же разделе высказыванию «конечный результат в том или ином виде отражает требуемую информацию о количественных свойствах явлений, процессов (в том числе технологических), материальных объектов (материалов, полуфабрикатов, изделий и т.п.)». В том же документе говорится о «назначении измерений» (контроль параметров продукции, испытания образцов продукции…, учет материальных и энергетических ресурсов, диагностика технического состояния машин,…).

Электронная библиотека

Низкая надежность автоматических систем приводит к увеличению времени их простоя, увеличению эксплуатационных расходов, гибели дорогостоящей аппаратуры. Для гражданской техники это означает увеличение себестоимости и понижение производительности труда, для военной техники – это понижение ее боевой эффективности.

Таким образом, важность решаемых современными автоматическими системами задач, с одной стороны, и дороговизна таких систем, с другой стороны, требуют их высокой надежности.

Современные методы позволяют спроектировать и изготовить систему сколь угодно высокой надежности. Однако такая система будет иметь большой все, габариты и стоимость.

Очевидно, по множеству показателей автоматическая система должна иметь некоторую оптимальную надежность. Для установления оптимальности необходим критерий качества. Таким критерием, например, для военной аппаратуры может быть критерий максимальной боевой эффективности, а для гражданской – критерий минимальной стоимости.

Согласно критерию максимальной боевой эффективности автоматическая система будет наилучшей, если ее боевая эффективность максимальна. Количественными характеристиками боевой эффективности могут быть: необходимое количество средств для выполнения задачи; вероятность нанесения заданного ущерба определенной цели и определенным числом средств, или другие подобные характеристики.

Смотрите так же:  Договор сауны

Боевая эффективность зависит от точности, надежности и живучести. Чем выше точность, надежность и живучесть, тем выше боевая эффективность.

Высокая точность наиболее часто достигается усложнением системы управления. Усложнение же аппаратуры, если это делается не в целях повышения надежности, приводит, при прочих равных условиях, к понижению ее надежности. Поэтому для достижения боевой эффективности необходимо разумно устанавливать соотношение между точностью и надежностью.

Обычно скорость роста боевой эффективности понижается с ростом точности и надежности. Существуют такие значения точности и надежности, выше которых значительному увеличению этих характеристик соответствует незначительное увеличение боевой эффективности.

В некоторых случаях критерий максимальной боевой эффективности оказывается недостаточным при разработке тактико-технических требований на надежность военной аппаратуры. Необходимо дополнительно учитывать важность выполняемых задач, разрушительное действие современного оружия, а также стоимость аппаратуры. Все это исключительно усложняет разработку тактико-технических требований. Задача усложняется еще тем, что не существует единой количественной характеристики надежности. Обычно требуется большое число характеристик, позволяющих достаточно полно оценивать надежность военных автоматических систем.

Согласно критерию минимума стоимости аппаратура является оптимальной, если при прочих равных ее качествах суммарная стоимость проектирования, изготовления и эксплуатации минимальна.

Проектирование и изготовление высоконадежной аппаратуры требуют дополнительных средств. Это обусловлено тем, что высоконадежная аппаратура состоит из более дорогих элементов, требует дополнительной затраты времени на проектирование, специальной технологии изготовления и т.п.

Однако высоконадежная аппаратура имеет меньшее число отказов, чем аппаратура, имеющая низкую надежность. Это уменьшает время вынужденного простоя аппаратуры, необходимое число запасных деталей и узлов, позволяет уменьшить число высококвалифицированного и технического персонала, а следовательно, снизить эксплуатационные расходы.

Таким образом, с увеличением надежности аппаратуры растет стоимость проектирования и изготовления, но уменьшается стоимость эксплуатации.

Критерия минимума стоимости для гражданской аппаратуры так же, как и критерия максимальной боевой эффективности для военной, бывает недостаточно при разработке технических требований на надежность сложных автоматических систем.

Требования на надежность автоматических систем, разработанные на основании критериев максимальной боевой эффективности и минимума стоимости, настолько высоки, а надежность элементов настолько низка, что удовлетворить этим требованиям, не прибегая к специальным мерам по повышению надежности, часто не представляется возможным.

Рассмотрим наиболее эффективные методы повышения надежности, их достоинства и недостатки.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и .

165—168 — требования 164 — шероховатость подшипников качения

Почему к точности формы и шероховатости поверхностей валов и корпусов в местах сопряжения с кольцами подшипников качения предъявляют повышенные требования [c.89]

Расчетный ресурс подшипника качения может быть обеспечен только при правильном сопряжении его колец с валом и корпусом, т.е. при правильном выборе посадок, соблюдении требований к шероховатости, размерной точности, отклонениям формы и расположения посадочных мест. [c.164]

ГОСТ 3325-85 стандарт устанавливает поля допусков, посадки, требования по шероховатости, отклонениям формы и расположения посадочных поверхностей под подшипники и опорных торцовых поверхностей, значения допустимых углов взаимного перекоса колец и рекомендации по монтажу подшипников качения. [c.164]

Шероховатость устанавливается стандартами на детали и изделия, а также на поверхности, с которыми они сопрягаются, например требования к шероховатости поверхностей под подшипники качения (табл. 3.13). [c.86]

Требования, предъявляемые к сопрягаемым с подшипниками качения деталям, по точности обработки и шероховатости поверхности [c.833]

Если вал имеет опоры качения, то размеры цапф вала под подшипник по диаметру и по длине определяются размерами выбранного подшипника. Технические требования (шероховатость, отклонения формы и расположения) к посадочным и опорным торцовым поверхностям валов для шарико- и роликоподшипников назначают в соответствии с ГОСТ 3325-85 (см. раздел 2). [c.33]

К параметрам шероховатости рабочих поверхностей подшипников качения предъявляют высокие требования. Нарушение качества поверхности приводит к преждевременному износу и уменьшению долговечности подшипника. [c.111]

Для создания необходимых условий работы подшипников качения к посадочной поверхности вала и отверстию корпуса предъявляются дополнительные требования по шероховатости поверхности. Шероховатость посадочной поверхности приводит к искажению характера соединения колец подшипника с валом или корпусом как в процессе сборки, так и при эксплуатации узла. Шероховатость посадочных поверхностей под подшипники на валах и в корпусах, а также опорных торцов заплечиков приведена в табл. 2.91. [c.255]

При этом требования к высоте неровностей Кг для тех же изделий находятся в пределах от 0,3 до 1,0 мкм. Нормы на волнистость составляют по классу И подшипников качения от 40 до 60% к нормам на шероховатость поверхности, а по классу С от 24 до 50%. Данные требования не укладываются в приведенную выше градацию высот волн. [c.49]

Наиболее жесткие требования по точности и шероховатости поверхности предъявляются к шейкам валов, на которые устанавливают подшипники качения. [c.129]

В ряде отраслей промышленности задают требования к волнистости поверхности изделий в форме числовых значений высоты волн. Например, требования к волнистости по классу О подшипников качения в 2—2,5 раза выше требований к шероховатости поверхности. [c.160]

К шероховатости посадочных и торцовых поверхностей колец подшипников, а также валов и корпусов, предъявляют повышенные требования. Например, у колец подшипников 4 и 2-го классов точности диаметром до 250 мм шероховатость должна быть в пределах Ra = = 0,63-i-0,32 мкм. Особо большое значение имеет шероховатость поверхности дорожек и тел качения уменьшение их шероховатости от Ra = = 0,32- 0,16 V KM до Ra = 0,164-0,08 мкм повышает ресурс подшипников более чем в 2 раза, а дальнейшее уменьшение шероховатости до Ra = = 0,08 -ь 0,04 мкм — еще на 40 ц. [c.183]

Коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от условий работы подшипника дополнительно учитывает соответствие смазки условиям работы (с учетом частоты вращения и повышенной температуры), наличие инородных частиц и условий, вызывающих изменение свойств материала (например, высокая температура вызывает снижение твердости). Вычисление базового ресурса //10 в стандарте основано на том, что смазка нормальная, т. е. толщина масляной пленки в зонах контакта тело качения — дорожка качения равна суммарной шероховатости поверхностей контакта или немного больше нее. Там, где это требование выполняется, (Зз = 1. [c.204]

Наиболее жесткие требования по точности геомезрической формы предъявляются к шейкам валов, на которые устанавливают подшипники качения. Параметр шероховатости шеек назначают Яд = 0,32 ч-1,25 мкм. Овальность и конусность мест посадки определяются допуском на диаметр шейки. [c.408]

Чистота поверхности подшипников качения и посадочных мест под подшипники. Шероховатость посадочных и торцевых поверхностей колец подшипников должна соответствовать нормам, указанным в табл. 7. Шероховатость посадочных мест под подшипники назначается в соответствии с точностью подшип-яиков и колеблется в пределах На — 2,5 0,32 мкм. К посадочным местам под подшипники предъявляются повышенные требования в отношении отклонений формы поверхности. Овальность н конусообразность не должны превышать половины или одной четверти (для высоких классов точности) допуска на размер. [c.93]

В зависимости от класса точности к подшипнику предъявляются определенные требования по следующим параметрам допускам на габаритные размеры точности врашения (биения) чистоте (шероховатости) поверхности детален разноразмерности тел качения в одном подшипнике. Сопоставляя установленные практикой подшипникового производства в СССР и за рубежо . величины допусков на точность вращения для каждого из стандартных классов точности, можно видеть, что между иими существуют более или менее стабильные соотношения, представленные в табл. 31. [c.160]

Технические требования. Предельные отклонения диаметра дорожек качения на валу подшипников типа 24000 — поЛ5. Твердость поверхности дорожек качения на валу под подшипники типа 24000 должна быть не менее НКСбХ. Параметры шероховатости поверхности дорожек качения на валу под подшипники типа 24000 должны быть Ка > 0,32 мкм. [c.405]

Смотреть страницы где упоминается термин 165—168 — требования 164 — шероховатость подшипников качения : [c.656] [c.22] Справочник конструктора-машиностроителя Том2 изд.8 (2001) — [ c.250 , c.251 , c.252 , c.253 ]

Высокие требования к точности

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХГЛАДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КРИСТАЛЛОВ

Ю.В. Пасько, СПбГУ ИТМО тел. 8-904-555-06-12, [email protected]

Л.А.Губанова, СПбГУ ИТМО тел. (812)314-3882, [email protected]

В результате проведенных исследований была разработана технология механической полировки сапфира, обеспечивающая минимальную шероховатость и, одновременно, высокие требования по чистоте и точности оптической поверхности.

В оптическом приборостроении используют самые разнообразные кристаллические материалы. Полирование заготовок оптических деталей является завершающей операцией при изготовлении изделий. Известные процессы полирования оптического стекла не могут однозначно применяться для полирования кристаллов из-за их особых физико-механических и физико-химических свойств. Исследования процессов полирования оптических материалов, разрушение поверхности абразивом и жидкостями, изучение строения поверхностных и приповерхностных слоев, проводятся в различных направлениях. Учитывая сложные физико-механические, физико-химические процессы, протекающие на поверхностях при полировании, эти исследования осуществляются обычно по двум основным направлениям.

Смотрите так же:  Единая упрощенная налоговая декларация сроки сдачи отчетности

Первое направление — изучение абразивного разрушения поверхности, т.е. механического разрушения поверхности при воздействии на нее микрочастиц полировального порошка. При этом оценивают, если возможно измеряют, микрорельеф поверхности (шероховатость). Второе направление – изучение физико-химического воздействия абразива, абразивной суспензии, жидких сред (СОЖ) на обрабатываемую поверхность. Физико-химический механизм разрушения поверхности на завершающем этапе полирования представляет интерес не только, как составная часть процесса разрушения поверхности, но и как способ получения поверхности с минимальной шероховатостью. Кроме того, шероховатость полированной поверхности оказывает заметные влияния на эксплуатационные характеристики этих поверхностей, в частности, на физико-механические характеристики бесклеевых контактных соединений.

Применение сапфировых элементов становиться в последние годы все более актуальным, что объясняется рядом уникальных свойств этого материала. Таким сочетанием механических (чрезвычайно высокая прочность), термических (высочайшая термостойкость), оптических (прозрачность от УФ до ИК) свойств не обладает на сегодняшний день ни один другой оптический материал. Сапфир может использоваться для изготовления оптических изделий, работающих в экстремальных условиях, то есть при воздействии высоких температур, давлений, механических нагрузок, агрессивных сред и радиации. Для успешного применения оптических изделий решающее значение имеет качество полированной поверхности. В ряде случаев применение сапфира ограничивается невозможностью или чрезвычайной сложностью получения оптических поверхностей с высокой точностью формы поверхности и минимальной шероховатостью, которые были бы не ниже, чем у других оптических материалах [1].

Ранее применяемая технология полировки сапфира обеспечивала достаточно высокий класс шероховатости (Ra порядка 10А), но не обеспечивала требуемую точность формы оптической поверхности, даже для плоских поверхностей [2] . Изделия, изготовленные по такой технологии, массово применяются в часовой промышленности, в электронике и т.д., но редко пригодны для точных оптических приборов. С другой стороны, оптические предприятия, использующие известные технологии полировки оптических поверхностей путем механической обработки, получают достаточно высокую точность формы, но, в силу ряда технологических причин, не обеспечивают высоких параметров оптической чистоты ( II класс чистоты) и шероховатости (Ra порядка 10А). Главная сложность совмещения механической и химической обработки состоит в том, что применяемые суспензии – травители сапфира, являются одновременно и травителями традиционно применяемых оптиками материалов полировального инструмента.

На этапе предварительной полировки в качестве абразива используются алмазные микропорошки (АСМ 5/3, АСМ 3/2). Уменьшение шероховатости поверхности достигается за счет перехода от более крупного абразива к более мелкому. Инструмент, как и при обработке закреплённым алмазом, также необходимо периодически расшлифовывать, что позволяет регулировать форму поверхности и удалять алмазные зерна, застрявшие в поверхности инструмента. Получение поверхности с заданной чистотой на данном этапе также трудновыполнимо, это связано с тем, что после предварительной полировки практически невозможно судить о наличии грубых царапин, больших точек и матированных участках на поверхности деталей. Это обусловлено тем, что на поверхности детали после предварительной полировки наблюдается так называемый алмазный фон (микроскопические царапины оставляемые алмазными зёрнами в процессе предварительной полировки), который мешает судить о наличии дефектов на поверхности. Единственный способ, который позволяет определить наличие дефектов, — это проведение окончательной полировки. Поэтому именно предварительная полировка определяет качество полученной поверхности, так как именно на этом этапе происходит наибольший съём материала, в тоже время он является одним из самых протяжённых. Длительное время обработки обусловлено твёрдостью материала, а также большой вероятностью получения грубых царапин на поверхности. Предварительная полировка производится на металлическом полировальнике в данном случае на алюминиевом, на зарубежных предприятиях наряду с алюминиевыми используются медные, оловянные и цинковые полировальники. На данном этапе обработки в качестве СОЖ используются часовое масло, подсолнечные и оливковые масла, а также глицерин, этиленгликоль и их смеси.

Окончательная полировка и доводка являются завершающей стадией в процессе обработки и в зависимости от требований к точности формы поверхности и чистоты поверхности, окончательная полировка и доводка могут, как взаимоисключать друг друга, так и дополнять. Целью, достигаемой на этапе окончательной полировки, является сполировывание поверхностного слоя, на котором присутствует алмазный фон. Если требование к форме поверхности не строгие, то этап доводки может быть исключён, это связано с тем, что во время химической полировки из-за неравномерности растворения поверхности происходит отступление от заданной точности поверхности. Предварительная полировка производится на полировальниках из твёрдых сортов пластмасс и органических стёкол. В качестве полирующий химии используется коллоидный раствор кремнезёма с активаторными добавками, ускоряющими процесс полировки. Если кроме чистоты задана и точность поверхности, то завершающей стадией является доводка цвета на смоле. Полировка производится на смоляных полировальниках из смолы №1. В качестве абразива используется мелкодисперсная окись церия зернистостью 0.3мкм (либо мелкодисперсная окись церия зернистостью 0.05мкм). Объектом исследования были сапфировые детали в виде плоско параллельных пластин диаметром 15 мм, толщиной 5 мм.

Аттестация шероховатости производилась с помощью атомно-силового микроскопа NanoEducator (АСМ). АСМ- сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения [3], основанный на взаимодействии зонда кантилевера с поверхностью исследуемого образца. Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от радиуса кривизны кончика зонда. Чувствительность достигает атомарного по вертикали и существенно превышает его по горизонтали. АСМ позволяет получить реальный трёхмерный рельеф поверхности. Кроме того, непроводящая поверхность, рассматриваемая с помощью АСМ, не требует нанесения проводящего металлического покрытия, которое часто приводит к заметной деформации поверхности. В результате сканирования поверхности образцов атомно-силовым микроскопом NanoEducator были получены 2D и 3D профилограммы шероховатостей полированных поверхностей оптических элементов, изготовленных из сапфира, которые показали, что шероховатость поверхности полученных образцов лежит в интервале от 0,7 до 0,9 нм.

Проведенные измерения показали, что при применении механического способа обработки шероховатость уменьшается асимптотически (рис. 1). Проведены статистические оценки величины шероховатости и построены соответствующие графики зависимости.

Рис.1 Зависимость Ra от времени обработки.

Форма поверхности контролировалась на интерферометре OPTOTL-ICO – 60 построенном по схеме Физо с используемым программным обеспечением FastInterf. Полученные интерферограммы поверхностей образцов показали, что величина местной ошибки не превышает 0,15 колец, а общей 1 кольца (рис 2).

Рис.2 Значение местной ошибки при обработке поверхности в течение 480 минут.

Как показали интерферограммы, в процессе механической обработки сохраняется высокая точность формы поверхности, в отличие от химико-механической обработки (рис. 3).

Рис. 3 Зависимость величины местной ошибки от времени обработки.

В результате выполненных исследований, было установлено, что при выборе оптимальных условий технологической обработки сапфира можно получить следующие характеристики оптических поверхностей: Ra=(0,7-0,9нм), величина местной ошибки — 0,15 колец, величина общей ошибки — 1 кольцо.

Литература

  1. Окатов М.А. Справочник технолога-оптика// СПб.: Политехника, 2004. 679с.
  2. Рогов В.В. Физико-химические процессы формирования функциональных поверхностей деталей электронной техники и оптических систем из стекла и сапфира// Сверхтвердые материалы . 2009. № 4. с. 74-83
  3. Суслов А. А., Чижик С. А. Сканирующие зондовые микроскопы// Материалы, Технологии, Инструменты.Т.2 .1997, № 3, С. 78-89.

Похожие публикации:

  • Губернатор субъекта рф полномочия Правительство Брянской области. Официальный сайт Председатель Правительства Брянской области Александр Васильевич Богомаз 1. Возглавляет Правительство Брянской области, является его председателем и вносит в Правительство Брянской […]
  • Полномочия общего собрания собственников помещений в многоквартирном доме Каковы полномочия общего собрания собственников помещений в многоквартирном доме? Общее собрание собственников помещений в многоквартирном доме (МКД) является органом управления МКД и проводится путем обсуждения вопросов повестки дня […]
  • Приказ 46н от 27102019 Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 16 февраля 2009 г. N 46н "Об утверждении Перечня производств, профессий и должностей, работа в которых дает право на бесплатное получение лечебно-профилактического […]
  • Штраф по субсидиям Новые поправки жилищного законодательства Согласно пояснительной записке проект федерального закона «О внесении изменений в Жилищный кодекс Российской Федерации» (далее — законопроект) подготовлен в целях дальнейшего […]
  • Кто имеет право на субсидию на жилье Кто имеет право на субсидию при оплате ЖКХ Порядок получения субсидий на оплату ЖКУ Субсидии ЖКХ предоставляются государством в качестве материальной помощи малоимущему населению для компенсации расходов на такие жизненно необходимые […]
  • Приказ 354 мз рф Приказ Минздрава РФ от 14 сентября 2001 г. N 364 "Об утверждении порядка медицинского обследования донора крови и ее компонентов" (с изменениями и дополнениями) Приказ Минздрава РФ от 14 сентября 2001 г. N 364"Об утверждении порядка […]