АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Под обеспечением качества изделия понимают совокупность технических и организационных мер, гарантирующих выполнение всех требований, предъявляемых к качеству продукции. Вопросы качества деталей рассматриваются на основе физических величин отказов в работе. В связи с этим необходимо исследовать условия, приводящие к отказам. Изменение свойств изделий в процессе их изготовления и эксплуатации объясняется явлениями технологической наследственности.

Под технологической наследственностью понимают явление переноса свойств объектов от предшествующих технологических операций к последующим.

Процесс технологического наследования в ходе изготовления деталей предполагает два направления, по которым формируются качественные показатели детали. На первом направлении показатели характеризуют все свойства обрабатываемого объекта. Второе направление связано с особенностями проведения самой операции. Готовая деталь отражает особенности обоих направлений.

Носителем наследственной информации являются материал детали и ее поверхность с параметрами, описывающими состояние этих поверхностей. Носители информации активно участвуют в технологическом процессе. В ходе различных операций они могут менять свои свойства полностью или частично. Следовательно, для обеспечения качественных показателей деталей следует управлять процессом технологического наследования.

Целью работы является изучение проблем технологической наследственности на основных стадиях жизненного цикла изделия.

В процессе работы решалась задача определения путей решения проблемы технологической наследственности.

Качество изделий машиностроения оценивается по основными показателям, таким как: показатели назначения, надежности и безопасности. Эти показатели определяются эксплуатационными свойствами деталей и узлов: износостойкостью, контактной жесткостью, усталостной прочностью, коррозионной стойкостью, герметичностью соединений. Данные свойства, в свою очередь, зависят напрямую от конструктивных и технологических параметров качества применяемых материалов, механических свойств поверхностного слоя детали, геометрических параметров точности формы и качества обработки поверхностей деталей. Все это определяется технологией изготовления изделий от создания конструкционных материалов, изготовления заготовок и деталей до сборки и испытания. Технологический процесс изготовления деталей проходит с поочередным деформированием материала под воздействием различных температурных и силовых факторов. Поэтому можно утверждать, что качество детали определяется особенностями всех предшествующих операций, начиная с получения заготовки.

Пороки исходных заготовок возникают в металлургическом, прокатном производствах, имеют наследственный характер и, если не ликвидируются, также проявляются в ходе механической обработки.[2]

Так, например, основным препятствием на пути повышения качества изделий, получаемых волочением, является внешнее трение, которое ведет к контактному разогреву и снижению качества поверхности готового изделия, появлению остаточных напряжений, внутренних и поверхностных дефектов, увеличению энергоемкости процесса и др.

В свою очередь, с внешним трением связаны две основные проблемы технологии волочения — износ инструмента и обрывность заготовок. Износ инструмента ведет к отклонению геометрии сечения заготовки от требуемой и способствует росту обрывности, ведет к увеличению брака и резкому снижению производительности из-за необходимости частых остановок оборудования.

К числу основных факторов, способствующих росту обрывности, относятся:

• высокий уровень сил внешнего трения вследствие использования неэффективных смазок и способов их ввода в очаг деформации;

• применение волок с неоптимальной формой канала волоки;

• высокие степени деформации;

• низкие пластические свойства протягиваемого металла.

Управление технологической наследственностью необходимо вести таким образом, чтобы свойства, положительно влияющие на надежность детали, сохранялись в течение всего технологического процесса, а свойства, влияющие отрицательно, были ликвидированы в его начале. Технологическая цепочка изготовления проволоки (пруток — травление — прокатка — обезжиривание — отжиг — прокатка — сушка — волочение — мойка — сушка — отжиг) должна обеспечиваться контролем — активным или пассивным — на каждом этапе технологического цикла.

Для того, чтобы предупредить отрицательное воздействие технологического наследования заготовок, поступающего на производство, необходимо проводить качественный входной контроль. Это касается не только заготовок, но и поступающих на предприятие других исходных материалов, сырья, заготовок, полуфабрикатов и покупных изделий.

На этапе проектирования конструктор, проектируя деталь, задает ей форму, но одновременно и создает предпосылки для возникновения погрешностей в ходе обработки. Но еще раньше, при конструировании детали, создаются предпосылки для возникновения погрешностей в ходе обработки.

Здесь большую роль играет отработка конструкций деталей и изделий на технологичность. Стандартом устанавливается количественная оценка технологичности, основанная на системе следующих показателей:

- базовые показатели технологичности, устанавливаемые в техническом задании на проектируемое изделие;

- показатели технологичности, достигнутые при разработке конструкций;

- уровень технологичности.

Наследование конструктивных форм состоит прежде всего в возникновении, устойчивом сохранении и передаче от одной операции к другой особенностей заготовок в различных сечениях [3, с. 217]. Заготовки в зависимости от конструктивных особенностей обладают различной жесткостью или температурными деформациями в разных точках под действием сил давления,  резания или нагрева и получают в ходе технологического процесса или эксплуатации различные перемещения, вызывающие погрешности готовых изделий.

В формировании показателей качества значительную роль играет собственно технологическая система — система СИД (станок, инструмент, деталь). С помощью расчетов и опытных данных оценивают погрешность установки заготовок на станках, влияние на геометрическую точность детали упругих перемещений системы СИД, тепловых ее деформаций, износа режущих инструментов, погрешности их настройки и геометрической точности металлорежущих станков. Суммарное значение ожидаемой погрешности должно быть меньше или равно допуску на параметр, установленному конструктором.

При обработке детали возникают добавочные относительные смещения детали (заготовки) и инструмента. В результате поверхность будет иметь размер, форму и расположение, отличные от заданных. Появление смещений элементов технологической системы связано с действием на систему различных тепловых, силовых и иных факторов. На погрешность обработки могут влиять также остаточные напряжения от предшествующей обработки.

Повышение качества технологической системы достигается несколькими путями: повышением жесткости системы, повышением геометрической точности технологической системы, повышением теплостойкости и износостойкости системы, повышением виброустойчивости системы, подавлением действующих факторов, вызывающих погрешности обработки детали.

Таким образом, управление технологической наследственностью должно быть представлено системой организации производства. Высокого качества деталей можно добиться, если учесть при технологической подготовке производства следующие данные:

1. Правильный выбор перечня и порядка основных технологических операций;

2. Выбор технологического оборудования с технической характеристикой, обеспечивающей оптимальные эксплуатационные свойства изделий;

3. Применение качественной технологической оснастки, обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства изделий;

4. Применение методов и характеристик средств контроля, используемых в процессе изготовления деталей, и для контроля, испытания и приемки готовых деталей (в данном случае рекомендуется использовать оборудование с автоматическим контролем, которое обеспечивает активный контроль непосредственно в ходе технологического процесса);

5. Обязательное указание основных производственных условий (помещений, температуры, освещенности, виброизоляции и т.д.). [5]

Учет технологической наследственности позволяет установить причины отклонений и условия регулирования параметров технологических процессов, в ходе которых формируются свойства деталей. Такое управление обеспечивает значительное улучшение эксплуатационных свойств деталей и способствует повышению надежности их работы.

Список литературы:

1. Базров, Б. М. Основы технологии машиностроения : учебник для вузов / Б. М. Базров — М. : Машиностроение, 2005. - 736 с. ил.
2. Качество машин : cправочник : в 2 т. Т. 1 / ред. А. Г. Суслов [и др]. – М. : Машиностроение, 1995. – 256 с. : ил.
3. Колесников, К. С. Технологические основы обеспечения качества машин / К. С. Колесников, Г. Ф. Баландин, A. M. Дальский и др.; под общ. ред. К. С. Колесникова. — М. : Машиностроение, 1990. 256 с.
4. Моисеев, Ю. А., Челышев, С. В. Технологическая надежность сложного изделия и ее отработка / Ю. А. Моисеев, С. В. Челышев, под ред. Ю. С. Соломонова. – М. : Едиториал УРСС, 2003. – 176 с.
5. Суслов. А. Г., Научные основы технологии машиностроения / А. Г. Суслов, А. М. Дальский. — М.: Машиностроение, 2002. 684 с. ил.