Современный подход к технологическому обеспечению качества поверхностного слоя и эксплуатационных показателей деталей машин
Современные условия функционирования машиностроительного комплекса характеризуются жесткими требованиями внутреннего и внешнего рынков по конкурентоспособности выпускаемой продукции, которая выражается известной короткой формулой «цена—качество».
В рыночной экономике обе составляющих этой формулы имеют одинаково большое значение. При нынешнем уровне развития техники и технологии имеются неограниченные возможности в приобретении самого современного оборудования и инструмента (при наличии оборотных средств), когда производимая продукция будет иметь наивысшис показатели по надежности и долговечности, но себестоимость ее исключит возможность конкуренции на рынке аналогичных изделий.
Поэтому задача научно обоснованного технологического процесса производства продукции самого широкого назначения приобретает первостепенное значение. На примере изложенного в этой главе материала можно было представить, какие значительные резервы в повышении эксплуатационных показателей машин заложены в обеспечении требуемого состояния параметров поверхностного слоя. Причем, как правило, реализация научно обоснованных технологических процессов не требует серьезных дополнительных затрат.
Технологическая подготовка производства может быть осуществлена по схеме (рис. 5.26). После второго этапа действий существует два принципиально отличных варианта технологического обеспечения эксплуатационных свойств, которые иногда называют двухступенчатым и одноступенчатым. Первый вариант можно считать традиционным, предполагающим наличие обширной информационной базы по значениям ПСПС, являющимся оптимальными для данных условий эксплуатации и последующего их технологического обеспечения путем назначения различных способов обработки как связанных со снятием стружки, так и упрочняющих методов. Второй вариант является еще не таким распространенным и предполагает в качестве целевой функции технологического процесса непосредственно обеспечить то или иное эксплуатационное условие.
Рис. 5.26. Укрупненная схема технологической подготовки производства новых изделий
Первый вариант возлагает повышенную ответственность на конструктора за назначение термообработки и твердости, квалитетов точности, регламентацию волнистости, широкое использование возможностей ГОСТа 2789—73 по ограничению высотных, шаговых и несущих параметров шероховатости, а также использование предписаний по обязательному применению окончательной обработки поверхности детали.
Технолог в этом варианте как бы отстранен от ответственности за конечный результат — обеспечение требуемой износостойкости, предела выносливости, коррозионной стойкости и т.п., а отвечает только за выполнение требований чертежа и технических условий.
Во втором варианте конструктор ограничивается только точностными параметрами, термообработкой, твердостью и одним из высотных параметров шероховатости, а технолог разработанной технологией обеспечивает конкретное эксплуатационное условие. Здесь мы описали как бы идеальный случай конструкторско-технологической подготовки производства, осуществляемой при запуске в серийное производство новой продукции.
Крайне желательным условием для освоения выпуска перспективных изделий и успешного их выхода на внутренний или внешний рынок является тесное сотрудничество на этом ответственном этапе служб главного конструктора и главного технолога, а также наличие на данном предприятии или в холдинге современной лабораторной и экспериментальной базы.
Если представить деталь машины, как самостоятельное изделие машиностроительного производства (см. рис. 1.1), то требования к его качеству могут рассматриваться в соответствии с ГОСТом 15467—79. Одним из основных показателей этого стандарта являются производственно-технологические показатели, характеризующие способность конструкторов и технологов обеспечить оптимальные затраты труда и средств на изготовление деталей, ее эксплуатацию, замену или ремонт.
В свою очередь из эксплуатационных показателей важнейшим является надежность, характеризующаяся свойством изделия сохранить значения установленных параметров функционирования в конкретных условиях, соответствующим эксплуатационным режимам (нагрузки, температуры, агрессивные среды и т.д.).
• Надежность — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения детали и условий эксплуатации включает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняет данные свойства.
Одним из основных понятий в теории надежности является отказ — это событие, связанное с нарушением работоспособности, наступающее либо внезапно (разрушение ввиду усталостных явлений), либо постепенно (изнашивание поверхности).
Уровень надежности и необходимость его повышения необходимо учитывать в первую очередь с экономических позиций.
Для достижения требуемого качества затраты могут быть столь высоки, что эффект от повышения надежности детали их не возместят, и суммарный эффект от проведенных конструкторских и технологических мероприятий будет отрицательный.
Показателем надежности (Кэ) может служить сумма затрат, связанная с изготовлением Зи и эксплуатацией Зэ, отнесенная к длительности эксплуатации Т;
Необходимо стремиться к минимальному значению этого показателя.
В настоящее время также очень важно, наряду с целью обеспечения надежной и долговечной продукции, учитывать вероятность морального износа изделий, а не рассчитывать на десятилетия их эксплуатации с бесконечными плановыми и внеплановыми ремонтами. Только такой ответственный и научный подход позволит вывести отечественное машиностроение на передовые рубежи.
