11.3. Понятие о технологической наследственности

Качество деталей и их эксплутационные характеристики, в значительной мере определяются технологией механической обработки. Для обеспечения заданного качества необходимо устанавливать взаимосвязи между технологическими факторами и эксплутационными характеристиками деталей с целью достижения заданного уровня качества, путем технологического воздействия. Качество поверхности готовой детали (микро- и макроотклонения, наклеп, микротвердость, остаточные напряжения, химический состав, структура и другие) формируются на протяжении всего процесса обработки, при этом отдельные характеристики и свойства заготовок передаются от операции к операции как бы унаследуясь, то есть имеет место технологическое наследование.

Таким образом, качество готовой детали, в той или иной мере определяется совокупностью всех применяемых операций.

Под технологической наследственностью понимается перенос на готовую деталь в процессе ее обработки погрешностей и свойств заготовки, получаемых на различных операциях изготовления детали.

Проявление технологической наследственности может, как улучшать, так и ухудшать эксплутационные свойства детали. При этом могут передаваться как отрицательные факторы (структурная неоднородность, остаточные напряжения растяжения, трещины, прижоги и другие), так и положительные (остаточные напряжения сжатия, микротвердость и другие). Задачей проектирования технологических процессов является пооперационное снижение отрицательных факторов и усиление положительных.

На качество готовой детали могут оказывать влияние заготовительные процессы, когда металлургические дефекты, в виде неметаллических включений, раковин, трещин и других, имеют устойчивый характер, переходят от операции к операции и оказывают влияние на качество готовой детали.

Рассмотрим влияние технологической наследственности на примере шлифования грубо обточенной закаленной поверхности.

Возникающая тепловая картина в данном случае может быть представлена следующим образом.

При врезании шлифовального круга возникает тепловой удар, вызывающий мгновенное нагревание материала, ведущий к образованию тепловых полей, распространяющихся внутрь обрабатываемого материала (рис. 79).

В ряде случаев величина измененной структуры материала не вписывается в снимаемый припуск при последующем шлифовании.

В зонах концентраций напряжений 5 возможно возникновение шлифовочных трещин, что ведет к снижению усталостной прочности материала.

1– рельеф поверхности после токарной обработки; 2 – тепловые зоны;

3 – профиль шлифовальной поверхности; 4 – остаточные тепловые зоны;

5 – граничные зоны

Рисунок 79

Применение охлаждения существенно снижает зону температурных полей. При небольших тепловыделениях температурные зоны вписываются в снимаемый припуск. Концентрированные температурные поля возникают при исходной шероховатости Rz>80 мкм, при этом температурные поля могут распространяться в глубь до 700 мкм. Исходная шероховатостьRz40-20 мкм является приемлемой для снятия тепловых зон при последующей обработке.

Влияние технологической наследственности проявляется и в других случаях при обработке заготовок различными методами.

Таким образом, для управления технологической наследственностью необходимо устанавливать прямые связи между эксплутационными характеристиками деталей и режимами обработки на основных операциях технологического процесса.