Технологическое обеспечение долговечности автомобилей

Безусловно, обеспечение высокого качества деталей невозможно без постоянного совершенствования методов и оборудования для механической обработки, применения прогрессивного инструмента.

При механической обработке в поверхностных слоях деталей в результате разрушения и пластической деформации происходит изменение структуры стали, которое сопровождается возникновением микронапряжений и упрочнением (наклепом) металла поверхностных слоев деталей. На степень и равномерность этих процессов существенное влияние оказывает химический состав стали, в частности, содержание серы, микроструктура и точность поковок, метод обработки, состояние режущего инструмента и станков. А.М. Дальский приводит средние значения толщин деформированных слоев стальных деталей после различных методов обработки (мм):

— точение и растачивание (черновое/чистовое)

— фрезерование торцовое (черновое/чистовое)

— зубодолбление (черновое/чистовое)

— сверление, зенкерование

— развертывание

— шлифование закаленных деталей

Наличие пластической деформации и наклепа в поверхностных слоях деталей влияет на структурные и фазовые превращения, что отражается на величине и стабильности объемных изменений, а также на характере микроструктуры поверхностных слоев деталей после окончательной химико-термической и термической обработки. Изменения строения и свойств поверхностных слоев изготавливаемых деталей, возникающие при механической обработке, оказывают заметное влияние как на механические свойства деталей, так и на их геометрическую точность, так как в процессе их последующей термической обработки и при хранении под действием остаточных внутренних напряжений в большинстве случаев происходит упругая и пластическая деформация деталей, приводящая к изменениям размеров и форм деталей, то есть к деформации. Например, в некоторых типах зубчатых колес после механической обработки посадочное отверстие приобретает бочкообразную и эллипсную форму, меж- центровое расстояние часто превышает поле допуска. Изменение содержания серы от 0,19 до 0,004% привело к резкому ухудшению обрабатываемости и соответственно к ухудшению геометрической точности зубчатых колес, в частности, к изменению межцентрового расстояния в 1,4 раза, а диаметра посадочного отверстия — на 27%.

При механической обработке отрицательно влияют также неточности базирования заготовки, например, при центрировании, способ закрепления заготовок в патрон. В первом случае происходит неравномерное снятие поверхностного слоя при резании, что приводит к неравномерному распределению остаточных напряжений; во втором — к волнистости поверхности обрабатываемой детали.

Таким образом, на стадии механической обработки требуется обеспечивать такие условия, чтобы изготавливаемые детали обладали необходимой точностью размеров в формы не только сразу после их изготовления, а также и после последующей временной выдержки. Последнее требование означает, что в поверхностных слоях деталей при их изготовлении не должно возникать существенного наклепа и заметных остаточных внутренних напряжений. Достижению этих целей будут способствовать оптимизация режимов, применение высокостойкого инструмента, оптимизация микроструктуры поковок.

 

Необходимый комплекс эксплуатационных свойств деталей достигается при осуществлении технологических процессов термической или химикотермической обработки, состоящих из целого ряда операций: нагрева, изотермической выдержки или диффузионного насыщения, закалки и отпуска.