1. Выбор и технологическое обеспечение параметров поверхностного слоя деталей машин для заданных эксплуатационных свойств

В настоящее время в машиностроении существуют реальные возможности технологического управления формированием выб­ранных параметров поверхностного слоя детали в процессе ее изготовления. Эта возможность может быть реализована рациональ­ным выбором методов и режимов предварительной и окончатель­ной обработки рабочих поверхностей детали.

Установление оптимальных методов и режимов обработки, обеспечивающих требуемую точность, параметры поверхностного слоя и устойчивую работу технологической системы, является одним из важных этапов технологической подготовки производства. Для технологического обеспечения требуемых эксплуатационных свойств изготавливаемой детали или узла необходимо:

конструктору - выбрать материал детали , обоснованно определить и задать в чертеже соответствующие параметры поверхностного слоя и точности размеров , формы и взаимного расположения поверхностей;

технологу - выбрать методы и режимы обработки, обеспечиваю­щие заданные параметры поверхностного слоя и точности с наи­меньшей технологической себестоимостью.

Схема выбора параметров поверхностного слоя деталей с учетом заданных условий эксплуатации и технологического обеспечения их представлена на рис. 1.1

Рис. 1.1 Схема выбора параметров поверхностного слоя детали с учетом задан­ных условий эксплуатации и их технологического обеспечения.

Взаимосвязь поверхностного слоя с физико-химическими и эксплуатационными свойствами детали показана на рис.1.2.

Конструктор, зная технические условия на изделие и условия его нормальной эксплуатации, определяет основные параметры эксплуатационных свойств и допустимые пределы их изменения для наиболее нагруженных поверхностей детали, лимитирующих ресурс и надежность работы машины. Затем, анализируя взаимо­связь между параметрами эксплуатационных свойств, физико-

-химическими свойствами материала детали и параметрами по­верхностного слоя и учитывая заданную долговечность ее работы, конструктор рассчитывает параметры поверхностного слоя и

точ­ности детали, определяющие требуемые эксплуатационные свой­ства и в допустимых пределах их изменения.

Вычисленные параметры поверхностного слоя и точности де­тали должны находиться в диапазоне технологических возмож­ностей машиностроительного производства. На данном этапе конструктор использует имеющиеся статистические данные по эксп­луатации прототипов проектируемой машины, свой опыт работы, государственные стандарты.

Рис 1.2 Взаимосвязь поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами деталей.

Выбранные конструктором материал детали, параметры точности и шероховатости поверхностного слоя рабочих поверхно­стей детали являются для технолога исходными данными при раз­работке технологического процесса ее изготовления.

Технолог, выбрав возможные методы обработки, анализируя их физико-химические процессы и зная зависимости параметров поверхностного слоя от условий их обработки, рассчитывает ре­жимы и условия обработки для каждого из выбранных методов и технологическую себестоимость, обеспечивающих требуемые параметры поверхностного слоя для рассматриваемой поверхности детали.

Эти методы разделены на две группы:

-Модифицирование поверхностей - изменение свойств поверхностей изменяется за счет изменения структурного состояния поверхностных слоев материалов (аморфизация, азотирование или его легирование);

-Нанесений покрытий – на поверхности формируется слой с иным отличным от основного состава материала составом.

В первом случае изменение свойств поверхностей осуществляется за счет изменения структурного состояния поверхностных слоёв материала детали (создание метастабильных структур, аморфизация и т. д.) или его легирование.

Во втором случае на поверхности формируется слой с отличным от основного материала составом.

Реализация приведенных методов позволяет обеспечить новый подход к выбору материалов при изготовлении деталей или конструкций. При этом механическая прочность деталей гарантируется за счет применения одного материала , а сопротивление воздействию внешних факторов (износу , коррозии и т.д.) обеспечивается локальным формированием на её поверхности тонких слоёв со специальными функциональными свойствами.

Стандартизация параметров физико-химического состояния по­верхностного слоя существенно облегчила бы разработку опти­мальной технологии изготовления деталей машин. 159-160 с. [1].