Способы упрочнения деталей

Для увеличения срока службы машин используют следующие способы повышения прочности и долговечности деталей:

1. Дробеструйное упрочнение достигается наклепом поверхности детали многочисленными ударами дробинок, движущимися со скоростью до 80 м/с. Обычно применяют дробь из отбеленного чугуна, реже – стальную диаметром 0, 4-2 мм. Дробинки должны быть прочными, одинаковыми по диаметру и форме. Обработка дробью мелких размеров дает более чистую поверхность.

Дробеструйная обработка позволяет частично снимать напряжения в деталях после наплавки и грубой механической обработки. После дробеструйной обработки срок службы пружин увеличивается на порядок, зубьев шестерен – в 5-6 раз, шеек коленчатых валов – в 8-9 раз.

Для дробеструйной обработки используют механический или пневматический дробеметы. В механических дробеметах, которые более эффективны, дробь выбрасывается лопатками быстровращающейся турбинки, ротор которой имеет радиально расположенные лопатки. Пневматический дробемет имеет одну или несколько форсунок, в которые подается сжатый воздух 0, 5-0, 6 МПа.

Скорость полета дробинок принимается в зависимости от требуемой глубины наклепа, но не должна превышать 90 м/с, что лимитируется прочностью дробинок. Дробеструйная обработка продолжается от нескольких секунд до 2-4 минут. После дробеструйной обработки детали не должны проходить термическую обработку, т.к при температуре 450 ^ОС все приобретенные качества теряются.

2. Упрочнение центробежно-шариковым наклепом основано на использовании центробежной силы стальных шариков диаметром 7-12 мм, свободно перемещающихся в гнездах специального приспособления, вращающегося со скоро-

стью 20-40 м/с рядом с обрабатываемой поверхностью.

Встречая на своем пути деталь, движущуюся навстречу со скоростью 0, 5-1, 5 м/с, каждый шарик силой своей инерции производит наклеп, а также сглаживают поверхность детали. Встречное направление вращения детали повышает эффект упрочнения.

Глубина и степень наклепа, а также остаточные напряжения увеличиваются с повышением скорости вращения приспособления и детали, при бó льшем выходе шарика из сепаратора и его диаметре, т.к. ударная центробежная сила шарика в этом случае увеличивается.

3. В процессе упрочнения раскаткой роликами или шариками, которые соприкасаются с поверхностью детали под определенным давлением, происходит наклеп поверхностного слоя, возникают остаточные напряжения, увеличивается твердость и чистота поверхности.

При раскатке роликами сминаются выступы и заполняются впадины, что повышает чистоту поверхности на 2-3 класса.

Диаметр и ширина роликов выбирают по конструктивным соображениям. При раскатке ролики иногда проскальзывают вдоль оси обрабатываемой детали. Проскальзывание и трение об обрабатываемую поверхность вызывают осевые нагрузки на роли, что вызывает необходимость ведения обработки со значительными усилиями. Поэтому применяют раскатку пружинящими шариками. При этом шарики самоустанавливаются относительно раскатываемой поверхности. Они не имеют принудительной оси вращения и проскальзывания.

4. Чеканка осуществляется ударным воздействием бойка. Глубина наклепа достигает 2-2, 5 мм, сопротивление усталости повышается в 1, 5-2 раза, долговечность – в 2 раза.

5. Виброокатывание характеризуется большой деформирующей способностью. Боек находится под воздействием постоянной нагрузки Р и непрерывно колеблется в направлении, перпендикулярном действию этой силы. Деталь вращается в центрах. Поверхность обрабатываемой детали

хорошо удерживает смазку. Способ эффективен при обработке нежестких деталей. R = 0, 4 мм

6. Алмазное выглаживание применяют при финишной обработке деталей. Упрочняюще-чистовая обработка пластичным деформированием поверхностного слоя предпочтительнее обработки резанием и других способов упрочнения, т.к. более проста, дешева и универсальна.

7. Упрочнение ультразвуковым инструментом. При замене статического метода деформации импульсивным можно добиться наибольшего повышения прочности металлов. В отличие от виброокатывания ультразвуковая обработка имеет большую частоту (более 20 кГц) и незначительную амплитуду (10-20 мкм), небольшую статическую нагрузку (30-300 Н), а колебания направлены вдоль оси действия статической нагрузки.