Поверхностное пластическое деформирование.
Поверхностное пластическое деформирование (ППД) – это обработка деталей давлением (без снятия стружки), при которой пластически деформируется только их поверхностный слой.
ППД осуществляется инструментом, деформирующие элементы которого (шарики, ролики или тела иной конфигурации) взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью по схемам качения, скольжения или внедрения.
К способам поверхностного упрочнения относятся: поверхностное пластическое деформирование (ППД); химико-термическая обработка (цементация; нитроцементация; азотирование); закалка с индукционным нагревом (ТВЧ); лазерная закалка, ультразвуковая обработка.
ППД может осуществляться чеканкой, обдувкой дробью, обкаткой роликами, шлифованием, а также алмазным выглаживанием. Показателями ППД являются степень наклёпа (повышение твердости поверхности по сравнению с исходным состоянием); толщина упрочнённого слоя.
ППД наиболее эффективно для упрочнения конструктивных концентраторов напряжений – галтелей, проточек, шпоночных канавок, шлицев, острых кромок и фасок отверстий.
Применяется ППД самостоятельно и в сочетании с ХТО или с индукционным нагревом (после них). Так известно, что после цементации должна проводиться шлифовка деталей для удаления поверхностного обезуглероженного слоя, что снижает уровень напряжений сжатия в слое. Для компенсации этого снижения после шлифования проводится операция ППД.
|
|
|
При поверхностном упрочнении за счёт химико-термической обработки необходимо создавать слой, глубина которого hсж превышает глубину концентратора напряжений в детали (hконц). Только в этом случае влияние концентратора напряжений как бы исключается, т.к. трещина усталости зарождается внутри детали.
Значительное повышение предела выносливости происходит в результате азотирования сталей.
При ППД в результате деформационного упрочнения поверхностного слоя, возникновения в нем сжимающих остаточных напряжений, сглаживания неровностей и улучшения их профиля повышается прочность деталей при циклических нагрузках в 1,5-2,5 раза, а долговечность в 5-10 раз и более.
Способы ППД:
Дробеструйная обработка – как разгон абразива сильным потоком жидкостной или газовой среды. Официальным термином дробеструйной обработки является «струйно-абразивная». Это общее понятие, объединяющее любую обработку абразивом, разогнанным сжатым воздухом, водой или другой средой. Для этого на поверхность воздействуют непрерывным потоком стальной или чугунной дроби диаметром от 0,4 до 2 мм, направляемой со скоростью 50 - 70 м/с. В результате обработки возникают сжимающие напряжения, повышается твердость, прочность и износостойкость деталей, увеличивается предел усталости (у деталей с концентраторами напряжений - на 40-60 %). Дробеструйной обработке обычно подвергают детали работающих в условиях переменных нагрузок (изгиба и кручения): валы, зубчатые колеса, рессоры, пружины и т. п. После наклепа дробью долговечность увеличивается: у зубчатых колес в 5-6 раз, у коленчатых валов двигателей в 10-12 раз, у рессор - в 12 раз, у сварных соединений — в 2,5-3 раза. Путем дробеструйного наклепа можно получить поверхность до 7-го класса чистоты.
|
|
|
Обкатка роликами и шариками – технологическая операция, при которой инструмент — свободно вращающийся ролик (шарик) снимает выступы микронеровностей на поверхности детали. После обкатки повышается чистота поверхности (за 2 прохода до 8-го - 9-го классов) и одновременно происходит её упрочнение. Обкатка применима к деталям, имеющим форму тел вращения: гидроцилиндры, гильзы, штоки, оси, поршни, клапаны двигателей и т. п.
Устранение структурной неоднородности в поверхностном слое следующим образом влияет на свойства: повышается износостойкость деталей; повышается усталостную прочность на 50-100%.
Поверхностное упрочнение деталей путем дробеструйной обработки и обкатки применяют на ремонтных предприятиях благодаря значительному повышению предела усталости деталей, а также простоте и экономичности.
|
|
|
Дорнирование – технологическая операция, при которой инструмент— дорн (шарик) протягивается или продавливается через отверстие, диаметр которого несколько меньше диаметра инструмента. В результате поверхностный слой металла в отверстии упрочняется, шероховатость уменьшается, а диаметр отверстия несколько увеличивается. Применяют для повышения износостойкости и усталостной прочности.
Чеканка – технологическая операция, при которой происходит ударное действия на упрочняемую поверхность пневматическими чеканочными приспособлениями (по типу пневматического молотка) с вибрирующим бойком-роли-ком. Чеканку применяют для местного наклепа участков поверхности с высокой концентрацией напряжений (галтели, места выхода отверстий, шлицев и т. п.). Усталостная прочность при этом повышается на 40 - 50 %.
Алмазное выглаживание – технологическая операция, при которой поверхность детали подвергается воздействию алмазного наконечника, который своим давлением снимает гребни микронеровностей на поверхности вращающейся детали, заполняет металлом впадины. Это приводит к уменьшению шероховатости, способствует упрочнению поверхности детали, повышению его микротвердости и предела усталости. При этом класс чистоты поверхности повышается на две единицы, а твердость увеличивается на 20 - 30 %. Алмазному выглаживанию можно подвергать детали из сталей и сплавов цветных металлов.
К положительным качествам ППД следует отнести простоту и доступность выполнения в любых производственных условиях, незначительную трудоемкость и низкую стоимость восстановления.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 175; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!