» » Технологическое обеспечение долговечности автомобилей

Технологическое обеспечение долговечности автомобилей

963 0 websat

Технологическое обеспечение долговечности автомобилей

Реализация этих направлений должна сопровождаться решением следующих задач. Во-первых, необходимо определять напряженное состояние материала и всей детали в условиях эксплуатации. При этом на стадии проектирования необходимо учитывать по возможности все изменения нагрузок, даже если они действуют очень короткое время, поскольку именно они могут привести дефектность материала к критической степени, после достижения которой процесс разрушения деталей становится неизбежным. Как правило, необходимо учитывать максимальное число действующих нагрузок.

Второй задачей является разработка системы конструкторских и технологических показателей оценки качества готовых деталей, отражающей зависимость функциональных свойств деталей от их структурного состояния в различных зонах и прежде всего в поверхностном слое. При этом необходимо в максимальной степени увязать все показатели оценки качества деталей с условиями их эксплуатации, подчинив первые вторым. При этом, при расчетах предельно допустимых рабочих напряжений в деталях, конструкторы должны учитывать технологическую неоднородность готовых деталей, которая является одной из основных причин того, что долговечность деталей не константа. Технологическая неоднородность деталей вызывается многовариантностью сочетания действующих в процессе изготовления деталей факторов, т. е. вероятностным характером формирования структуры и свойств деталей.

При решении этой задачи очень важным становится уточнение состава показателей оценки качества деталей, их значений, обоснованной связи между ними, то есть инженерное обеспечение (расчет) конструирования структуры в различных зонах деталей в соответствии с характером их нагружения при эксплуатации. Учитывая, что разрушение деталей начинается с поверхности, это уточнение необходимо выполнять прежде всего применительно к поверхностным слоям деталей. В настоящее время это уточнение осуществляется на основе инженерии поверхности, под которой следует понимать совокупность методов целенаправленного конструирования композиционного строения поверхностного слоя с учетом его свойств и свойств сердцевины деталей. Применение данного термина показывает, что в настоящее время решение вопросов стабилизации прочности и долговечности различных деталей на предельном уровне может быть достигнуто только на основе инженерных расчетов, увязывающих в единую систему различные показатели и критерии конструкторского и технологического характера.

При реализации повышения свойств деталей на основе инженерии поверхности следует:

 уметь конструировать многозонную, по существу композиционную, структуру по толщине упрочненного слоя;

 уметь управлять толщиной этих зон в зависимости от условий работы деталей;

 уметь находить оптимальное соотношение между толщиной и твердостью поверхностного слоя и твердостью сердцевины.

В связи с тем, что геометрическая точность детали (точность относительного расположения поверхностей) формируется в процессе ее изготовления и упрочнения, ее достижение является особой задачей инженерии поверхности.

Важными этапами реализации принципов инженерии поверхности являются также:

 выбор или разработка технологических процессов, обеспечивающих принципиальную возможность достижения требуемых структур и свойств в различных зонах деталей;

 создание технологической базы для выполнения требований предыдущих этапов (технологического оборудования, средств контроля и управления параметрами технологически процессов).

Изложенное показывает, что наиболее эффективным направлением повышения конструкционной прочности является одновременное улучшение показателей прочности материала деталей и их геометрической точности. В этом случае благодаря повышению свойств материала увеличивается поле сопротивления работающих деталей, а благодаря высокой геометрической точности деталей обеспечиваются расчетные условия их работы, то есть поле рабочих напряжений (действительных) не повышается.

 

Обеспечение стабильности механических и геометрических свойств деталей является многофакторной задачей. Поэтому при разработке технических и технологических мероприятий, направленных на повышение и стабилизацию эксплуатационных свойств деталей, при выявлении причин различных отклонений в микроструктуре и свойствах используемых материалов, а так же в геометрии деталей, необходимо исследовать строение и свойства материала не только применительно к готовым деталям, то есть на финишных технологических операциях, но наряду с этим настоятельно необходимо выяснить условия и процесс формирования этих структур и свойств на протяжении всего цикла изготовления, так как при этом происходит неоднократная перестройка структуры, что, конечно же, приводит к изменениям всех структурно чувствительных свойств готовых деталей: твердости, пределов прочности при растяжении, изгибе, выносливости, ударной вязкости и т. д. Структура и свойства готовых деталей имеют свою историю, от которой в значительной степени зависят надежность и долговечность деталей, узлов и механизмов машин, станков, приборов. Другими словами можно сказать, что материал в процессе изготовления деталей «живет» и, откликаясь на все воздействия, изменяет форму, размеры и структуру. При этом во многих случаях до финиша сохраняет структуру и свойства, приобретенные им на разных стадиях обработки. Это и является причиной зависимости окончательных свойств деталей от влияния предыдущих стадий технологического процесса, включая и самые ранние, например, способ производства и химический состав стали. Поэтому одной из важнейших задач конструкторов и технологов является определение и учет общих закономерностей в зависимости окончательных свойств и точности деталей от предыдущих состояний материала в связи с его обработкой на всех этапах изготовления деталей, то есть технологической наследственности. Только в этом случае можно целенаправленно управлять процессом формирования свойств деталей, исключая или предотвращая отрицательное воздействие технологической наследственности, сохраняя и усиливая ее положительное влияние.

Комментарии