Влияние технологической наследственности на качество рабочих поверхностей деталей

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.

Updated: 24.03.2016 — 11:54