Загальні аспекти.

У завдання технології входить виготовлення деталі необхідної форми і належної точності, із зміцненою робочою поверхнею з відомих або нових матеріалів.

Дослідження нових матеріалів протікає безперервно, із-за підвищення до ним вимог у зв'язку з розробкою нових конструкцій машин, так і необхідності заміни дефіцитних матеріалів. Матеріали повинні мати мале розсіяння показників його властивостей, що визначається дотриманням стабільного складу початкових матеріалів, наприклад шихти.

Наприклад, при отриманні відливань з одних доменних чавунів при плавці у вагранках або печах можна одержувати відливання бажаної структури, з інших чавунів того ж хімічного складу це робити скрутно або зовсім неможливо. Пов'язано це із спадковими властивостями чавунів. Тому технологічний процес отримання заготовок повинен бути ретельно продуманий і вивчений, щоб дотримуватися оптимальних параметрів. Наприклад, перегрів чавуну для отримання відливань певної структури повинен бути різним для малих і крупних відливань.

Структура пластмас залежить від величини і вмісту в них кристалітів. Чим більше в полімері кристалічної структури, тим вище зносостійкість. Досвід показав, що шестерня із заготівки, відлитої у форму при температурі 20 °С, вже через декілька тисяч оборотів мала значний знос зубів, а шестерня, при виготовленні якої ливарна форма була нагріта до 60 °С, витримала декілька мільйонів оборотів без помітних слідів зносу. Виявляється, сповільнене охолоджування сприяє збільшенню змісту кристалічної складової.

Орієнтування волокон металу впливає на міцність і довговічність виробу. Наприклад, внутрішні кільця підшипників кочення із сталі ШХ 15 можна виготовити з гарячекатаної штанги на горизонтально-кувальних машинах. Волокна в цьому випадку виходять під різними кутами до доріжки кочення, маючи місцями орієнтацію, близьку до торця (Рис.7.1 а). Якщо заготівку кільця виконати з короткої труби з викачкою жолоба в гарячому стані, то волокна розташуються під невеликим кутом до робочої поверхні (Мал. 7.1 б). Випробування підтвердили велику довговічність підшипників з внутрішніми кільцями, виготовленими останнім способом.

Заготовками ходових коліс мостових кранів можуть бути сталеві відливання, поковки, штампування без реборд і штампування з прокатаною біговою доріжкою. Найвигідніше в умовах масового виробництва коліс використовувати штампування з плющенням не тільки із-за мінімальних втрат металу на окалину, відходи в стружку і найменшої трудомісткості виготовлення коліс, але і тому, що на їх біговій доріжці і ребордах утворюється круговий напрям волокон, сприятливий відносно зносостійкості.

а) б)

Мал. 7.1 – Різна орієнтація волокон в зразках (а) і кільцях (б)

підшипника

Технологічне забезпечення заданої форми, точності, розмірів і якості оброблених поверхонь деталей полягає у виборі способів і режимів обробки, а також геометрії ріжучого інструменту. Ці чинники при різанні металів стабільних структур впливають на довговічність у зв'язку з глибиною і ступенем наклепу матеріалу і геометрією обробленої поверхні. На певних режимах різання металів нестабільних структур в поверхневому шарі можливі структурні зміни і фазові перетворення, в результаті яких в металі виникають концентратори напруг. Це може привести до утворення шліфувальних тріщин. Особливо небезпечні тріщини, що утворюються під шаром хрому, унаслідок трудності їх виявлення.

Одну і ту ж поверхню можна обробляти різними методами. Так, методами чистової обробки прямолінійних направляючих може бути шабрення, тонке стругання, тонке фрезерування, шліфування чашковим кругом, шліфування периферією круга; направляючи можна наклепувати кульками. Досліди показують, що найбільш зносостійкими є пари ковзання, у яких нижні зразки, що імітують станину, наклепані кульками, а верхні піддані шабренню, тонкому фрезеруванню і шліфуванню торцем кругу.

До зменшення надійності роботи деталей в експлуатації може привести також нестабільність форми і розмірів виробів, не пов'язані із зносом поверхонь. Залишкова зміна форми і розміру деталі в експлуатації в умовах нормальної температури середовища може бути слідством розпаду структурних складових, переходу однієї модифікації складової матеріалу в іншу, релаксацією залишкових напруг і взаємодії матеріалу з середовищем.

Часто опитних даних недостатньо для вибору оптимальної технології отримання, виготовлення і обробки деталі, при якій одночасно забезпечується найвища продуктивність і довговічність виробу.