» » Основная трудность в достижении цели

Основная трудность в достижении цели

777 0 websat

Основная трудность в достижении цели

В связи с тем, что термическая и химико-термическая обработка связана с нагревом, диффузионным насыщением и охлаждением деталей, в последних всегда происходят структурные и фазовые превращения, приводящие к объемным изменениям и формированию остаточных напряжений. Практической задачей при этом является умелое использование этих явлений для обеспечения одинаковых условий для всех обрабатываемых деталей.

Однако на машиностроительных заводах такие условия по объективным причинам создать очень трудно. Прежде всего, это связано с групповой обработкой деталей, когда на помоне в печи размещаются от нескольких штук до нескольких десятков и даже сотен деталей. Такой характер обработки создает условия для различий в скорости нагрева отдельных деталей, неравномерности насыщения (углеродом, азотом и др.), а также и неравномерности охлаждения как отдельных деталей, так и их частей.

Различие в скорости охлаждения приводит к различию толщины упрочненного слоя зубчатых колес. Так, при обработке зубчатых колес с модулем 4 мм в безмуфельном агрегате вершины зубьев охлаждаются в два раза быстрее впадин и в 6—8 раз быстрее посадочного отверстия. Соответственно уменьшается и толщина упрочненного слоя: от 0,8 — 0,85 мм на вершине зубьев до 0,75 — 0,80 мм на рабочей поверхности и до 0,45 — 0,60 мм в слое посадочного отверстия.

При групповой обработке деталей производительность и экономичность применяемых процессов упрочнения выше, поэтому в настоящее время трудно представить альтернативный вариант. Надо искать такие решения, которые, не затрагивая способа обработки, устраняли бы отмеченные неравномерности. Одним из главных направлений здесь следует счи- 608 тать обеспечение равномерности нагрева, диффузионного насыщения и охлаждения стальных деталей, так как это значительно влияет на процессы, протекающие на стадиях закалки и отпуска (структурообразование, объемные изменения) и, в конце концов, на однородность микроструктуры, фазового состава и толщины упрочненных слоев деталей, а также на величину и равномерность деформации этих деталей.

Из изложенного видно, что при осуществлении комплексного технологического процесса изготовления детали в результате различных воздействий на материал (прежде всего механических и термических) в последнем происходят неоднократные структурные и фазовые превращения, которые сопровождаются объемными изменениями и возникновением остаточных напряжений в заготовках и деталях. В результате готовые детали характеризуются определенным структурным и напряженно-деформированным состояниями. Практической задачей является здесь умелое использование явлений, протекающих в материале деталей при их изготовлении.

Анализируя связи между различными факторами, можно сделать вывод, что многие из них находятся в сложной зависимости между собой и конструкционной прочностью деталей. Видно, что факторы, действующие на первом этапе, влияют на факторы, действующие на последующих этапах. Например, от химического состава стали зависят температуры штамповки и термической обработки поковок, их микроструктура, которая, в свою очередь, влияет на показатели оценки качества деталей и их геометрическую точность.

Большое влияние на процессы формирования свойств и геометрической точности деталей оказывает их конструктивная форма. Она проявляется всегда и на протяжении всего технологического процесса изготовления деталей. Поэтому уже при проектировании новых деталей надо стремиться к тому, чтобы они были технологичны: не имели бы резких переходов, не обладали значительной разностью толщины, имели максимальную жесткость и т. п. Это будет способствовать стабильному получению высокого качества изготовления на всем протяжении технологического процесса изготовления деталей: при производстве заготовок, при их механической обработке, при упрочнении деталей термической обработкой, при сборке.

Таким образом, при изготовлении и упрочнении деталей действует технологическая наследственность. Под технологической наследственностью надо понимать зависимость свойств готовых деталей от свойств материала, формируемых на всех предшествующих операциях его обработки. Она является основой формирования всех свойств деталей: и механических, и геометрических. Можно уверенно говорить, что любое производство базируется на технологической наследственности.

Однако технологическая наследственность в основном привлекает внимание в связи с ее отрицательным влиянием на окончательную структуру и свойства деталей, в том числе и геометрическую точность.

И конструкторы, и технологи всех специальностей, участвующие в изготовлении и упрочнении деталей, должны всегда помнить, что окончательные свойства деталей и изделий в целом формируются на протяжении всего производственного процесса, начиная от выбора материала, изготовления мерной заготовки, кончая сборкой. Наследственность имеет очень глубокие корни, самое раннее ее проявление начинается с месторождения используемых руд, элементы которых присутствуют в металле: повышенное содержание серы и фосфора, некоторые легирующие элементы (хром, ванадий, никель) и т. д.

Каждая технологическая операция и каждый технологический процесс влияют на структуру и свойства материала, из которого изготавливается деталь. И в большинстве случаев эти влияния оказывают воздействие на свойства материала, проявляющиеся в последующих операциях. Например, если зубчатое колесо штамповать из неточной мерной заготовки, то это отразится на плотности штамповки, ее точности. Затем при механической обработке неточных штамповок из-за неравномерного снятия стружки в деталях происходит неравномерный наклеп их поверхностных слоев, что при последующей термической обработке приведет к непредсказуемой деформации готовой детали. Если микроструктура штамповок после их термической обработки будет отличаться грубым строением и неравномерностью в распределении структурных составляющих (перлита, феррита, карбидов), то это приведет к снижению и разбросу окончательных свойств (твердости, толщины упрочненного слоя) деталей, которые упрочняются (особенно это проявляется при поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты), а также влияет на стабильность геометрической точности уже готовых деталей.

 

Учитывая, что достижение требуемых свойств зависит от технологической наследственности используемых материалов, практически важно иметь возможность сохранять и усиливать положительные признаки этой наследственности и естественно предотвращать или уменьшать ее отрицательные воздействия.

Комментарии