Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием

       Применяют два подхода к расчету режимов  упрочнения: с использованием эмпирических зависимостей и по параметрам очага  деформации.

       В последнем случае силу Р выбирают из условия обеспечения степени деформации сдвига Гопт=0,5...0,8 и глубины упрочнения в диапазоне hs= (0,02...0,1) от радиуса детали.

       Расчет  Р при упрочняющем накатывании  роликом с подачей и при выглаживании осуществляется по следующему алгоритму:

       • определяют параметр d ОД необходимый  для обеспечения требуемого значения hg: d = hs/2,25;

       Проверку  правильности выбранной силы осуществляют при отладке процесса или измерением микротвердости поверхностного слоя или профилографированием очага деформации и измерением на профилограмме d.

       При накатывании жесткими инструментами  заданный натяг h выбирают в диапазоне 0,03...0,3 мм в зависимости от исходной шероховатости, точности заготовки и жесткости инструмента.

       Подача  влияет, с одной стороны, на производительность процесса, а с другой, — на шероховатость поверхности. Подачу выбирают из отношения d/S на один ролик, равной 2...6. При использовании многороликовых приспособелений подачу увеличивают в Z раз, где Z — число роликов.

       Скорость  накатывания и выглаживания мало влияет на параметры упрочнения и  выбирается в диапазоне 30—150 мм/мин. Малые скорости снижают производительность обработки, а большие приводят к  повышению температуры поверхностного слоя и, как следствие, — к снижению упрочнения.

       Накатывание и выглаживание следует осуществлять за один рабочий ход. Смазочно-охлаждающая  технологическая среда — машинное масло, сульфофрезол. ППД чугуна осуществляют без охлаждения. Подачи на оборот (мм) при чистовом обкатывании роликами кругового профиля.

       Вибронакатывание — это рельефообразующая обработка, осуществляемая стальными закаленными шариками с наложением на инструмент дополнительных осциллирующих движений для получения на обрабатываемых поверхностях регулярных микрорельефов.

       В зависимости от траектории движения инструмента на поверхности детали образуются канавки различного рисунка. При использовании в качестве инструмента алмазных выглаживателей процесс называют вибровыглаживанием.

       Основное  назначение вибронакатывания — повышение  стойкости и задиростойкости, улучшение  прирабатываемости, уменьшение момента  трогания, повышение гидроплотности, нанесение декоративного рельефа, увеличение жесткости листовых материалов и др.

       Вибронакатывание  осуществляется на металлообрабатывающих станках, преимущественно токарных. Осцилляционное движение создается устройствами различных видов.

       Существует  большое количество типов устройств  для вибронакатывания, отличающихся траекторией движения инструмента (эксцентричное вращение, сложное движение и т.д.) и характером привода вибратора (механический, электромагнитный, гидравлический и т.д.).

       Нанесение микрорельефа возможно также другими  методами: накатыванием фасонными роликами, регулярными ударами и др.

       Управляющие параметры вибронакатывания: сила JP, амплитуда колебаний инструмента а, частота двойных ходов инструмента N, радиус шара или радиус алмазного выглаживателя частота вращения детали п и подача S назначаются по заданным характеристикам микрорельефа: виду рельефа, ширине b и глубине h канавок, относительной суммарной площади канавок F, Силу обработки выбирают в основном исходя из глубины канавок, заданной для определенного радиуса инструмента.

       Радиус  инструмента (1...15 мм) выбирают в зависимости  от ширины и глубины канавок, жесткости детали и твердости обрабатываемого материала. Оптимальная площадь канавок F= 35...45% от номинальной.

       Амплитуду колебаний инструмента назначают  в диапазоне а = 0...4 мм; частоту  колебаний N = 900...3000 дв.ход/мин. Величины п и S назначают исходя из заданного рисунка микрорельефа и возможности станка. Накатывание и выглаживание существенно повышают конструкционную прочность деталей.