Производственные дефекты, возникающие из-за нарушения или несовершенства технологических процессов, контролируют и выявляют, как правило, на том этапе производства, когда их возникновение всего вероятнее. Чем дальше от места возникновения обнаруживается производственный дефект, тем дороже он обходится машиностроителям. Приведем пример. В корпусе редуктора пристаночного робота (отливка из алюминиевого сплава) имеется один или несколько литейных дефектов. При обнаружении в литейном цехе эти дефекты были бы либо устранены, либо отливку забраковали бы и отправили на переплавку. В этом случае потери оказались бы минимальными. Но в результате плохого контроля отливка не была своевременно забракована. Ее отправили в механический цех завода вместе с качественными литыми заготовками и обработали. Дефекты и здесь не были обнаружены. При обнаружении дефектов литья в процессе механической обработки либо тотчас же после нее потери несколько большие, чем при забраковке заготовки в литейном цехе. Ведь в сумму потерь теперь войдет и стоимость станочной обработки. Совершенно ясно, что чем дальше от литейного цеха, тем дороже обойдется заводу брак. К сожалению, иногда случается так, что на заводе-изготовителе дефекты корпуса редуктора вообще не обнаруживают. И в этом случае завод не имеет никаких потерь. Однако продолжается это до определенного времени. Готовый робот (с дефектным корпусом редуктора) попадет к потребителю. Его установят в робототехнический комплекс (РТК), где он станет обслуживать станок-автомат. Здесь в процессе эксплуатации не выявленные вовремя литейные дефекты «отомстят» производственникам. Из-за дефектов, ослабляющих конструкцию, редуктор под рабочими нагрузками может разрушиться либо потечет — словом, утратит работоспособное состояние. Результат? Робот выходит из строя. РТК прекращает работу. Производственное задание цеха срывается. Ремонт превращается в серьезную проблему: ведь запасных корпусов редукторов ни один завод не поставляет. Потери исчисляются в десятках тысяч рублей (при стоимости корпуса редуктора 50—80 руб.).
А если дефекты пропущены не в корпусе редуктора, а в оси автомобиля, в роторе турбины, в деталях авиационных двигателей? Тогда неминуемы аварии, возможна гибель людей...
Итак, познакомимся с типичными дефектами на основных переделах машиностроительного производства, где их следует обязательно обнаруживать и предупреждать, чтобы не допустить дефектные детали на сборку.
В общем виде основные переделы машиностроительного производства включают в себя:
литье — изготовление заготовок деталей машин или изделий из жидкого материала (металлы, их сплавы, пластмассы) путем заполнения этим материалом полостей заданных форм и размеров с последующим затвердеванием материала; обработка давлением — пластическое деформирование и разделение материала; к этому виду обработки относят ковку, штамповку и др.; обработка резанием — образование новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала (стружки); это точение, фрезерование, шлифование, хонингование и т. п.; термическая обработка — изменение структуры и свойств материала заготовок вследствие тепловых воздействий (закалка, отжиг, нормализация и др.); образование неразъемных соединений — все виды сварки, клепка, склеивание; нанесение покрытий — образование на заготовке поверхностного слоя из инородного материала (окрашивание, анодирование, оксидирование, металлизация и т. п.).
Далее рассмотрим типичные дефекты, сопровождающие каждый из основных переделов машиностроения.
Дефекты литья: отклонение химического состава металла от заданного вследствие нарушения состава шихты (нормы вклада компонентов) или режима плавки; следствие — отклонение от заданных стандартом физико-механических свойств отливки, что может привести к преждевременному разрушению, износу изготовленной из нее детали; ликвация — несоответствие химического состава заданному в некоторых зонах отливки; в месте ликвации механические характеристики металла отливки могут быть пониженными; газовые поры — оставшиеся после кристаллизации (затвердевания) внутри отливки или в ее поверхностном слое растворенные в жидком металле газы; они имеют форму округлых пузырьков и гладкую поверхность; появляются в результате плохой газопроницаемости литейных формовочных смесей, плохой вентиляции формы, неудовлетворительного качества металла и высокой температуры его заливки, т. е. в результате нарушений технологии; газовые поры на точных рабочих поверхностях деталей машин и станков недопустимы; усадочные раковины — пустоты, образующиеся в отливке из-за нарушения правильности усадки металла при ее охлаждении, вследствие нарушения равномерности охлаждения или нехватки металла в процессе затвердевания; обычно усадочные раковины располагаются в верхней части отливок; если место отливки, где расположены усадочные раковины, можно удалить без вреда для заготовки детали, то это делают в литейном цехе, в остальных случаях отливку бракуют; спаи или не слитны — места отслоений металла отливок; появляются в результате нарушения технологического процесса заливки металла в форму; это серьезное повреждение заготовки; незамеченный спай может резко ухудшить механические свойства детали, прежде всего — ее прочность; горячие трещины — несплошности внутри отливки либо с выходом на поверхность; внутренние поверхности горячих трещин обычно окислены; они образуются в момент кристаллизации металла в местах перехода от толстых сечений отливок к тонким; причины появления горячих трещин — неправильная конструкция отливок (конструктивный дефект), высокая температура заливаемого металла, неравномерное охлаждение отливки и другие нарушения технологии литья; холодные трещины — несплошности, возникающие при более низких температурах затвердевания отливки; их поверхность не имеет окисления и напоминает свежий излом; появляются в результате резкого изменения температуры отливок (выбросили на мороз) и от ударов, возникающих при бросании горячих отливок, при их обрубке.
