1.7. Технологическая наследственность

Эксплуатационные свойства и характеристики деталей машин во многом зависят от точности изготовления и состояния поверхностного слоя их обработанных поверхностей. Эксплуатационные свойства деталей (например, долговечность, длительность сохранения конструктивных форм, коррозионная стойкость) формируются как на стадии производства заготовок, так и в процессе механической обработки.

При рассмотрении физических основ механической обработки резанием было показано, что различные процессы, сопровождающие обработку заготовок, влияют на точность геометрической формы и размеров обрабатываемых поверхностей, состояние поверхностного слоя, микротвердость, микро- и макрорельеф поверхности, остаточные напряжения.

Технологический процесс изготовления деталей складывается из ряда операций, следующих в определенной последовательности одна за другой. Каждая поверхность детали обрабатывается последовательно несколькими технологическими методами. На каждой стадии обработки поверхности происходит изменение ее свойств. При этом существует определенная технологическая наследственность.

Под технологической наследственностью понимают перенос на готовое изделие в процессе его обработки погрешностей, механических и физико-химических свойств исходной заготовки или свойств и погрешностей, сформировавшихся у заготовок на отдельных операциях изготовления изделия.

Проявление технологической наследственности может привести как к улучшению, так и к ухудшению эксплуатационных свойств деталей машин, что можно оценивать коэффициентами технологической наследственности. Для целесообразного использования технологической наследственности следует устанавливать связи между эксплуатационными характеристиками деталей машин и различными элементами технологических методов их обработки. Подобные связи в ряде случаев можно выявлять в виде математических зависимостей, например, состояние поверхностного слоя (функция режимов резания). Полученные зависимости имеют большое значение при моделировании технологических методов формообразования поверхностей деталей машин, что особенно важно при разработке и эксплуатации систем ГПС.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите элементы режима резания и дайте их определение.

2. Дайте определение основных углов токарного резца.

3. Какова физическая сущность процесса резания материалов?

4. Назовите факторы, влияющие на размерную точность обрабатываемых поверхностей.

5. Назовите факторы, определяющие качество поверхностного слоя обрабатываемых поверхностей заготовок.

Глава 2. Инструментальные материалы

2.1. Свойства инструментальных материалов

Режущие инструменты работают в условиях больших нагрузок, высоких температур, трения и износа. Поэтому инструментальные материалы должны иметь особые эксплуатационные физико-механические свойства. Материал рабочей части инструмента должен иметь большую твердость и высокие допускаемые напряжения на изгиб, растяжение, сжатие, кручение. Твердость материала рабочей части инструмента предусматривают значительно большей, чем твердость материала обрабатываемой заготовки.

Высокие прочностные свойства необходимы, чтобы инструмент обладал сопротивляемостью соответствующим деформациям в процессе резания, а достаточная вязкость материала инструмента позволяла воспринимать ударную динамическую нагрузку, возникающую при обработке заготовок из хрупких материалов и заготовок с прерывистой поверхностью. Инструментальные материалы должны иметь высокую теплостойкость, т. е. сохранять постоянными твердость и режущие свойства при высоких температурах. Важнейшей характеристикой материала рабочей части инструмента является износостойкость. Чем выше износостойкость, тем медленнее изнашивается инструмент и выше его размерная стойкость. Это значит, что детали, последовательно обработанные одним и тем же инструментом, будут иметь минимальный разброс размеров. В целях повышения износостойкости на рабочую часть инструментов наносят специальными методами одно- и многослойные покрытия из карбидов вольфрама или нитридов титана. Материалы для изготовления инструментов должны по возможности иметь наименьшее процентное содержание дефицитных элементов.