Технологическая модификация поверхностных слоев деталей машин.

Под модификацией поверхностного слоя понимается его изменение или нанесе­ние. К таким методам относятся диффузионное насыщение, лазерное легирование, электродуговое и плазменное нанесение покрытий, ионная имплантация, химичес­кое и гальваническое покрытие, напыление, эмалирование и эмотонирование, элект­ролитическое нанесение покрытий и др.

Это направление позволяет экономить дорогостоящие материалы и повышать долговечность деталей. Оно находит широкое применение при ремонте и восстанов­лении изделий.

6. Технологическое создание закономерно изменяющегося оптимального качества поверхности детали, исходя из её функционального назначения.

Это изменение может происходить как по самой поверхности детали, так и её по­верхностному слою, т.е. по глубине.

К этим технологиям относятся различные методы обработки, позволяющие авто­матически изменять условия при обработке одной поверхности. Это точение на станках с ЧПУ с изменением скорости и подачи; ОУО ППД на станках с ЧПУ путем изменения усилия, скорости и подачи; электромеханическая обработка при измене­нии силы тока и др.

Развитие этого направления позволяет повысить долговечность деталей с криволи­нейными поверхностями трения (различные кулачки, чашки дифференциалов, лопат­ки турбин, зубья зубчатых колёс, поверхность катания железнодорожных колёс и др.).

7. Высокоточные прецизионные нанотехнологии,позволяющие обеспечивать точность обработки порядка 0,01 мкм и получать поверхность с шероховато­стью Rz = 0,001 мкм.

Развитие этого направления актуально для производства высокоточных прецизи­онных изделий.

Сверхточная обработка выдвигает повышенные требования к обрабатываемости и химсоставу материала заготовки. Разброс значений параметров, характеризующих механические и физические свойства заготовок, не должен превышать 0,1% номина­ла. Это обеспечивают, как правило, наноматериалы. Нанотехнологии приводят к но­вым технологическим методам, не обработки деталей, а их выращиванию.

8. Высокоскоростные и высокопроизводительные методы обработки.Доведение скорости лезвийной обработки до 30 м/с, алмазно-абразивной - до 150 м/с, по­дач - до 0,5 мм/зуб - при чистовом фрезеровании.

Высокоскоростное резание особенно широко применяется при изготовлении сложных деталей, в процессе обработки которых в стружку уходит 70 - 80 % массы заготовки. Высокопроизводительная обработка с большими подачами перспективна для изготовления деталей простой формы типа плит. Хорошие результаты получены при высокоскоростной и высокопроизводительной токарной обработке.

Высокоскоростное резание стало возможным в результате освоения прогрессив­ного режущего инструмента на основе мелкозернистого твёрдого сплава с покрыти­ями, керамики, кубического нитрида бора, алмазного инструмента и производства высокоскоростных металлорежущих станков.

В настоящее время при высоких скоростях резания обрабатывают около 200 ма­рок металлов и сплавов. При этом производительность увеличивается в 3 - 10 раз, повышаются качество поверхности и точность, что связано с повышенным демпфи­рованием в зоне резания, лучшими условиями образования и отвода стружки, умень­шением сил резания (вследствие изменения характера разрушения материала и пре­обладания хрупкого разрушения).

9. Технологическая наследственность по свойствам материала, точности раз­меров и качеству поверхностного слоя деталей от производства материалов до эксплуатации.

Это направление позволяет повысить качество деталей, снизить себестоимость их изготовления и повысить надежность изделий, особенно высокоточных.

10. Совершенствование конструкторско-технологического размерного ана­лиза изделий машиностроения с учетом качества сопрягаемых поверхностей и его полная автоматизация.

Разработка методов расчета пространственных размерных цепей, когда погреш­ность по замыканию звена определяется как сумма трех перемещений и трех пово­ротов каждого составляющего звена.

Это направление в значительной мере позволит оптимизировать точность деталей и снизить себестоимость их изготовления.

11. Технологическое обеспечение и повышение непосредственно эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений(статической и усталостной проч­ности, коррозионной стойкости, статической и динамической контактной прочности, контактной жесткости, прочности посадок, герметичности, износостойкости).

Накопление банка данных по этому направлению дает возможность перейти к од­ноступенчатому решению проблемы обеспечения и повышения надежности изделий. Оно позволяет значительно сократить время конструкторско-технологической подготовки производства и повысить ее надежность с точки зрения обеспечения ка­чества изделий. Это ускорит реализацию новых безбумажных информационных тех­нологий в машиностроении.