Технологическая наследственность

Вопросы качества деталей машин рассматриваются на основе физиче­ских причин отказов в работе и связаны с исследованиями условий и следствий, приводящих к отказам. Изменение свойств любых изделий в процессе их изготовления и эксплуатации наилучшим образом объясняется явлениями технологической наследственности.

Технологическая наследственность –это явление переноса свойств объектов от предшествующих технологических операций к последующим. Сохранение этих свойств у деталей машин называют технологическим наследованием.

Качество детали в определенный момент времени определяется не только последней, финишной операцией, но и особенностями всех предшествующих операций, начиная с получения заготовки. Следовательно, наиболее рациональное построение технологического процесса в машиностроении должно быть основано на анализе требований, направленных от конечных стадий производства к начальным, т. е. от сборки к получению заготовок.

Носителями наследственной информации является собственно материал детали, а также ее поверхности с многообразием параметров, описывающих состояние этих поверхностей. Носители информации активно участвуют в тех­нологическом процессе, проходя через различные операции, в ходе которых они могут менять свои свойства частично или полностью. Типичной операцией, задерживающей или исключающей передачу наследственных свойств, является термическая обработка.

Можно утверждать, что для обеспечения качественных показателей де­талей машин следует управлять процессом технологического наследования. Свойства, положительно влияющие на качество детали, необходимо сохранять и развивать в ходе технологического процесса, а свойства, влияющие отрицательно, - ликвидировать в его начале. Качество детали будет зависеть от того, какие и сколько отрицательных свойств пройдет через весь комплекс операций, вплоть до готовой детали, и насколько они окажутся нейтрализованы положительными свойствами.

Для практических целей важно установить не только качественные, но и количественные связи технологического наследования. Именно количественные связи позволяют определять, насколько велико влияние технологического наследования данного свойства на качество детали и ее роль в собранной машине. Передача свойств может быть оценена коэффициентами технологического наследования. Такие коэффициенты представляют собой простые дроби, у которых числитель указывает на количественное выражение величины, отражающей данное свойство до проведения соответствующей операции, а знаменатель - после ее проведения. Коэффициенты могут быть установлены для двух любых операций технологического процесса.

Так, коэффициент 500/10 означает, например, что отклонение формы заготовки в 500 мкм изменилось в ходе процесса так, что на операцию сборки деталь пришла с отклонением 10 мкм.

Собственно качество представляется набором показателей. При этом основными следует считать те показатели, которые, находясь на требуемом уровне, решающим образом влияют на служебные свойства детали.

Например, надежность работы высокооборотных деталей типа валов, вращающихся на подшипниках скольжения, непосредственно связана с отклонениями формы поперечного сечения шеек валов. Ротационное движение вала будет надежным (с точки зрения равномерности движения, положения оси шпинделя и пр.), если отклонения от цилиндричности и круглости окажутся в заданных пределах. Поскольку именно эти параметры решающим образом влияют на качество (надежность) всего узла, должна быть рассмотрена их наследственная природа и выявлена та операция технологического процесса, на которой зарождается указанное отклонение. Нужно рассмотреть эво­люцию такого отклонения, чтобы предотвратить его развитие. Но у того же вала в другом случае основным может оказаться параметр, связанный с на­пряжениями поверхностных слоев. Тогда рассматривается процесс тех­нологического наследования напряжений и т. д.