72. Технологическая наследственность

Технологической наследственностью называется перенесение на готовое изделие в процессе его обработки погрешностей, механических и физико-механических свойств исходной заготовки или свойств и ее погрешностей, сформировавшихся у заготовки на отдельных операциях изготовления детали.

Технологическая наследственность зависит не только от вида и режимов обработки, применяемых на чистовой операции. Она может проявиться в изменении свойств или потере точности формы готовой детали в процессе эксплуатации в результате воздействия тех или иных элементов состояния поверхностного слоя, полученных в поверхностном слое при черновой обработке.

Например, при шлифовании грубо обточенной и закаленной до твердости 62-63 HRC заготовки их стали ШХ15СГ шлифовальный круг создает на участках выступов неровностей поверхности тепловые удары, вызывающие мгновенный нагрев и структурные изменения металла поверхностного сдоя. При этом во время чистовых режимов шлифования на участках обработанной поверхности, расположенных под выступами микронеровностей токарной обработки, возникают зоны отпущенного металла, имеющие пониженную твердость. На границах разных структур возникают значительные остаточные напряжения, снижающие долговечность детали, а иногда вызывающие появление шлифовочных трещин.

Проявление наследственности может привести как к улучшению, так и ухудшению эксплуатационных свойств деталей машин. Чтобы целесообразно использовать свойства технологической наследственности необходимо установить связь между эксплуатационными характеристиками (усталостная прочность, износостойкость и т. д.) и режимами обработки деталей при их изготовлении.

73. Влияние видов обработки на эксплуатационные свойства деталей

Эксплуатационные свойства деталей в значительной мере определяются состоянием и свойствами поверхностного слоя. Последние определяются условиями обработки — методами, режимами, видом применяемого материала и его состоянием.

Широкий спектр изделий различного назначения характеризуется соответственно и многообразием требований эксплуатационного характера. Входящие в них детали могут подвергаться изнашиванию, усталостному, коррозионному и кавитационному разрушению, к ним могут предъявляться требования термо- или хладостойкости, отражательной способности, требования эстетического характера.

В числе важнейших эксплуатационных свойств можно отметить следующие.

Износостойкость — характеризуется сопротивлением поверхности детали изнашиванию. В процессе изнашивания происходит изменение формы и размеров сопрягаемых деталей, нарушаются условия правильной эксплуатации.

Усталостная прочность, или предел выносливости, характеризуется напряжением, при котором деталь выдерживает неограниченное число циклов нагружений без разрушения. Контактная усталость — усталость материала в условиях контактной нагрузки.

Сопротивление коррозии — сопротивление материала действию коррозионных процессов. Отражательная способность характеризуется количеством отраженного и рассеянного света. Опорная поверхность характеризуется площадью контакта соприкасающихся поверхностей. Электрические и магнитные свойства (электропроводность, прохождение электромагнитных волн и др.).

Эстетические свойства, или товарный вид, изделий (блеск, оттенок, цвет, гладкость и т. д.). При оценке эксплуатационных свойств деталей и изделий рассматривают также обобщенные показатели: долговечность и надежность.

Под долговечностью понимают продолжительность работы детали (изделия) до разрушения или потери работоспособности. Например, долговечность коленчатого вала, поршневого кольца, коробки скоростей и др. Под надежностью понимают свойство изделия (детали) сохранять работоспособность в течение установленного времени в заданных условиях эксплуатации. Надежность характеризуется безотказной работой изделия (детали) в течение заданного времени, если число отказов в этот интервал времени не превышает допустимого.

сталостная прочность деталей машин очень сильно зависит от видов и режимов обработки деталей. Так, например, при фрезерования нержавеющей стали 2Х13 цилиндрическими фрезами, изменение режимов фрезерования приводит к изменению предела усталости с 32 до 38 кГ/мм² т.е. увеличивает величину предела усталости на 18%. При этом переход от метода попутного фрезерования к встречному с неизменным режимом фрезерования повышает предел усталостной прочности- на 8-10%.

Применение различной технологии обработки деталей из нержавеющей стали 2Х1З увеличивает усталостную прочность от 21 до 37кГ/мм².

Усталостная прочность деталей машин зависит не только от величины шероховатости и направления штрихов обработки, но и в большой степени от наклепа и остаточных напряжений поверхностного слоя.

При точении высокопрочной стали в помощью изменения геометрии резца, в частности путем изменения его переднего угла, усталостная прочность может быть повышена на З6-63%.

Увеличение скорости резания при точении высокопрочной стали, воспринимающей закалку, ведет к повышению усталостной прочности на 12-30%.

Увеличение подачи при росте нагрузки повышает усталостную прочность, а при точении закаленной стали, в связи с её отпуском -снижает ее.

Особенно сильно влияют режимы обработки на усталостную прочность титановых сплавов.