Технологическая наследственность — явление переноса свойств объектов из предшествующих технологических операций к последующим. Сохранение этих свойств у деталей машин называют технологическим наследованием. Это изменение эксплуатационных свойств деталей и упрочняющих покрытий под влиянием технологии их изготовления. Можно связать процесс появления заготовки и материала для нее, ее состояния, вплоть до превращения в деталь, с ее состоянием в определенный момент времени.
Основные эксплуатационные свойства поверхности детали, то есть ее микро — и макрогеометрия, цельность поверхностного слоя металла (в случае наплавки детали), наклеп, износостойкость, усталостная прочность и др. формируются на протяжении всего периода механической обработки и упрочнения деталей. При этом отдельные свойства и характеристики переходят от операции к операции. Технологический процесс изготовления и ремонта деталей нельзя представить без поочередного деформирования материала приложением различных силовых факторов.
Качество детали в определенный момент времени определяется не только последней операцией, но и особенностями всех предшествующих операций, начиная с получения заготовки. Наиболее рациональное построение технологического процесса в машиностроении должно быть основано на анализе требований, направленных от конечных стадий производства к начальным, т. е. от сборки к получению заготовок.
Носителями наследственной информации являются собственно материал детали, а также ее поверхности с многообразием параметров, описывающих состояние этих поверхностей. Качественные показатели деталей машин следует связать с процессом технологического наследования. Свойства, положительно влияющие на качество детали, необходимо сохранять и развивать в ходе технологического процесса изготовления и ремонта, а свойства, влияющие отрицательно, — ликвидировать в его начале. Качество детали будет зависеть от того, сколько отрицательных свойств пройдет через весь комплекс операций, вплоть до готовой детали, и насколько они окажутся нейтрализованы положительными свойствами.
Особенно ощутимо влияние на качество деталей наследования свойств материала обрабатываемых заготовок. Пороки исходных заготовок, возникающие в металлургическом производстве, имеют наследственный характер и проявляются в ходе механической обработки резанием в виде раковин, закатов. С металлургическим производством связаны различные структуры материала заготовок. Обнаружение наследственных пороков часто происходит на финишных операциях, когда уже поздно что-либо предпринять. Если вредные примеси не ликвидированы в металлургическом производстве, то они остаются на всех операциях и переходах обработки.
Различные методы механической обработки резанием могут создавать в поверхностных слоях различную структуру материала. Изменение при этом твердости поверхностей трения влияет на износостойкость деталей. При точении твердосплавным инструментом сталей, имеющих феррито-перлитную структуру, твердость существенно зависит от скорости резания. Возникающий в процессе резания наклеп поверхности (наклеп — изменение свойств и состояния материала, вызванное пластической деформацией) вызывает структурно-неустойчивое состояние металла, которое с течением времени стремится возвратиться к исходному и зависит от условий проведения предшествующих операций. Так, с увеличением глубины резания и подачи увеличивается глубина наклепанного слоя. После обдирки в отдельных случаях глубина наклепанного слоя может достигать 1,5…2 мм. На финишных операциях она незначительна. Таким образом, небольшие по глубине наклепанные слои создаются в основном на предварительных операциях, всегда имеют наследственную природу, и их следует учитывать при оценке качественных показателей деталей.
Особый смысл приобретает использование технологической наследственности при определении качества деталей в ходе их эксплуатации. Наследственные свойства, приобретенные деталью в ходе технологических процессов обработки и сборки, проявляются и в дальнейшем. Например, две детали с одинаковыми геометрическими параметрами с течением времени в процессе эксплуатации при одинаковых условиях могут подвергаться совершенно различным по своему характеру изменениям. Причины этих явлений объясняются, прежде всего, перераспределением напряжений, ползучестью материалов, фазовыми превращениями. Например, в практике изготовления шпинделей станков добиваются точности размера порядка 1…2 мкм, в то время как обнаруженные деформации оцениваются в десятки микрометров.
При организации работы по повышению качества деталей машин на базе технологической наследственности главным является установление факта переноса определенного свойства от предыдущей операции к последующей. Изучение проявления технологической наследственности позволяет в определенной степени управлять этим процессом и тем самым помогает наиболее рациональными методами достичь оптимальной долговечности изготавливаемых и восстанавливаемых деталей машин и повышения надежности их работы.