Пластическая деформация

    Белорусский Национальный технический  университет 

    Машиностроительный  факультет 

    Кафедра «Технология машиностроения» 
 
 
 
 
 
 

    Реферат на тему: 
 

    УПРОЧНЕНИЕ  ДЕТАЛЕЙ МЕТОДАМИ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

      ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 
 
 
 

    Выполнил: студент VI курса

      гр. 303144

      Кищук Д.  
 
 
 
 
 
 
 

    2010

     Поверхностное пластическое деформирование — вид упрочняющей обработки, при котором не образуется стружка, а происходит пластическое деформирование тонкого поверхностного слоя заготовки.

    Основные  методы обработки ППД:

• выглаживание;
• галтовка;
• дорнование;
• накатывание;
• обработка дробью;
• обработка роликами;
• обработка механической щеткой;
• чеканка.

    Выглаживание является одним из методов отделочно-упрочняющей обработки поверхности пластическим деформированием и заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом – выглаживателем, закрепленным в оправке алмазным кристаллом, который обладает следующими свойствами:

    Галтовка - процесс очистки поверхности небольших заготовок и деталей от заусенцев, окалины, формовочной земли, коррозии и др. Служит также для улучшения качества поверхности изделий — полирования. Галтовка подразделяется на сухую и мокрую. При сухой галтовке используются сухие галтовочные тела. При мокрой галтовке в галтовочный барабан добавляется буферный раствор. Галтовочные тела делятся на керамические, фарфоровые, пластиковые.

    Дорнование (дорнирование) – вид обработки заготовок без снятия стружки. Сущность дорнования сводится к перемещению в отверстии заготовки с натягом жёсткого инструмента – дорна. Размеры поперечного сечения инструмента больше размеров поперечного сечения отверстия заготовки на величину натяга.

    Дорнование подразделяют на поверхностное и объёмное. При поверхностном дорновании пластически деформируется поверхностный слой, при объёмном – пластическое деформирование происходит по всему поперечному сечению обрабатываемой детали. Поверхностное дорнование относят к методам поверхностного пластического деформирования (ППД), а объёмное дорнование к методам обработки металлов давлением (ОМД).

    Накатывание – процесс механообработки, наиболее пригодный для повышения усталостной прочности деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки. Этот процесс полностью снимает или сводит к минимуму напряжения в тех местах, где они возникают в первую очередь. К таким местам относятся галтели или буртики, напряжения в которых приводят к возникновению усталостных трещин. Процесс протекает аналогично процессу накатного полирования (пластически деформируется поверхностный слой), но с другой целью – увеличение долговечности. Для обеспечения одинакового качества деталей во время процесса контролируются все параметры, в особенности усилие накатывания

    Дробеструйная обработка – обработка дробью поверхности готовых деталей. Осуществляется с помощью специальных дробеструйных установок, выбрасывающих стальную или чугунную дробь на поверхность обрабатываемых деталей. Диаметр дроби – 0,2…4 мм. Удары дроби вызывают пластическую деформацию на глубину 0,2…0,4 мм. Применяют для упрочнения деталей в канавках, на выступах. Подвергают изделия типа пружин, рессор, звенья цепей, гусениц, гильзы, поршни, зубчатые колеса.

    При обработке роликами деформация осуществляется давлением ролика из твердого металла на поверхность обрабатываемого изделия. При усилиях на ролик, превышающих предел текучести обрабатываемого материала, происходит наклеп на нужную глубину. Обработка улучшает микрогеометрию. Создание остаточных напряжений сжатия повышает предел усталости и долговечность изделия. Обкатка роликами применяется при обработке шеек валов, проволоки, при калибровке труб, прутков. Не требуется специальное оборудование, можно использовать токарные или строгальные станки.

    Чеканка производится сильными ударами стальными штемпелями (пунсонами), на которых сделаны углубленные изображения и надписи. 

    Местной упрочняющей обработке пластической деформации подвергаются детали различных  форм, размеров и назначений, изготовленные  из различных конструкционных материалов — сталей, чугунов, алюминиевых и  титановых сплавов и т. п. Особую группу составляют так называемые, «маложесткие детали» — панели, профили, дуги, которые требуют повышенного внимания в процессе упрочнения. Такие детали упрочняют на вибрационных, барабанных или дробеструйных установках с последующим доупрочнением отдельных, особо ответственных или неупрочнен-ных участков средствами местного упрочнения. Силовые детали — цилиндры, балки, коленчатые валы, стойки, рычаги и т. п. — обычно упрочняются поверхностным наклепом как по всем поверхностям, так и по отдельным, заранее определенным участкам. Наиболее часто местному поверхностному упрочнению подвергаются зоны концентрации напряжений (отверстия, шлицы, резьбы, галтели, пазы); а также участки, недоступные при упрочнении в вибрационных, ударно-барабанных, дробеструйных и других подобных установках, а также места деталей, которые после упрочнения поверхности подвергаются последующей механической обработке, приводящей к частичной потере упрочненного слоя.

    В настоящее время достаточно широкое  распространение получила классификация  поверхностей по группам сложности, подвергаемых местному поверхностному упрочнению:

• 1 группа — плоскости (сплошные, с вырезами, с выступами).
• 2 группа — отверстия (прямолинейные и криволинейные, цилиндрические, конусные и фасонные); отверстия круглого и произвольного сечения.
• 3 группа — сложные поверхности (поверхности двойной кривизны, несквозные глубокие отверстия, окантовки и ребра жесткости, резьбовые и шлицевые поверхности).
• 4 группа — сопряженные поверхности, пересечения плоских, сложных или цилиндрических поверхностей, пересечения плоской и цилиндрической поверхностей, фаски и скосы.

    Как видно из приведенной классификации, поверхности подвергаемые упрочнению, достаточно разнообразны, и поэтому  в качестве параметра, определяющего  способ и технологию поверхностного упрочнения, принято принимать именно форму изделия и тип упрочняемой  поверхности. Еще одним фактором, влияющим на выбор способа упрочняющей  обработки, являются требования по шероховатости  обработанной поверхности. В зависимости  от способа упрочнения шероховатость  после упрочнения может или уменьшаться (например, раскатка отверстий), или  увеличиваться (например, дробеструйная  обработка).

    Способы поверхностного упрочнения могут быть классифицированы по ряду признаков:

    - по скорости деформирования (статические, динамические и комбинированные);

    - по виду трения в контакте инструмента с деталью (контактное вдавливание, трение скольжения, трение качения, трение качения с проскальзыванием);

    - по условиям трения в контакте с обрабатываемой поверхностью (сухое и со смазкой);

    - по форме деформирующих  тел (шарики, ролики, тела произвольной формы);

    - по связи деформирующих  тел с источниками  энергии и движения (с жесткой связью, с упругой связью, с эластичной связью, с отсутствием связи);

    - по способу передачи  энергии деформируемым  телам (механический, пневматический, гидравлический, электромагнитный, взрывной, комбинированный).

    Предложенная  классификация способов местного поверхностного упрочнения соответствует требованиям  ГОСТ 18296–92 и практически полностью  охватывает все способы поверхностного упрочнения деталей.

    Целесообразность  выбора того или иного способа  поверхностного упрочнения зависит  от ряда факторов формы и геометрических размеров обрабатываемых поверхностей, наличия на предприятии того или  иного типа оборудования. Интересные результаты дал метод экспертных оценок (метод анкетирования), результаты которого приведены в работах  Б.П. Рыковского и др. На основании анкетирования и применения метода экспертных оценок авторами была предложена схема приоритетности применения того или иного метода для обработки деталей различных групп сложности. Всего ими было проанализировано до 30 % от всех типов деталей, подвергающихся поверхностному упрочнению в отечественной промышленности. Предлагаемые методы расположены по порядку, по степени снижения приоритетности для каждой из групп деталей

• 1 группа — плоскости — обработка дробью (дробеструйная обработка и пневмодинамическая обработка), накатывание, выглаживание, центробежная обработка, обработка механическими щетками;
• 2 группа — отверстия — раскатывание, дорнование, выглаживание, чеканка, обработка дробью, центробежная обработка;
• 3 группа — сложные поверхности — обработка дробью, накатывание, выглаживание, обработка механическими щетками, чеканка;
• 4 группа — обработка дробью, накатывание, выглаживание, обработка механическими щетками, чеканка.

    Интенсивность поверхностной упрочняющей обработки  контролируют по изменению физико-механических свойств и состояния поверхностных  слоев образцов-свидетелей, изготовленных  из тех же материалов, что и обрабатываемый материал. Форма и размеры таких  образцов могут быть различны и зависят, в основном, от метода поверхностного упрочнения. Так например, для самого распространенного метода поверхностного упрочнения — обработки дробью используются плоские пластины, а в качестве параметра, определяющего интенсивность поверхностного упрочнения, принимается величина прогиба обработанной с одной стороны пластины.

    Литература 

    - «Упрочнение  и отделка деталей поверхностным  пластическим деформированием»  
Одинцов Л. Г.  Изд-во: Машиностроение, 1987

    - Упрочнение  и отделка деталей поверхностным  пластическим деформированием /Справочник. -М.: Машиностроение, 1987