Решебники для студентов » Зміцнення наклепом

Зміцнення наклепом

Дробострумінне зміцнення (ДЗ) – один з основних способів ППД. В основі процесу дробострумінного наклепу лежить пластичне деформування поверхневого шару під дією кінетичної енергії потоку дробу. Деталь, що пройшла термічну і механічну обробку, піддається обробці ударами металевого дробу, що рухається з високою швидкістю (до 90 м/с).
Дробострумінний наклеп підвищує твердість поверхневих шарів деталей. Максимальну твердість мають поверхневі шари, товщина яких
в залежності від режиму обробки може досягати 0,5 мм. З ростом кінетичної енергії удару дробу і тривалості обробки твердість металу збільшується. Крім того, на підвищення твердості істотно впливає кут падіння дробу. Найкращі результати досягаються при куті падіння дробу 70°.
Границя витривалості в результаті дробострумінної обробки підвищується зі збільшенням твердості сталі і практично не залежить від стану поверхні до наклепу.

Застосування дробострумінного наклепу дозволяє в окремих випадках підвищити границю витривалості зварних з’єднань.
Зміцнення дробом дозволяє наблизити корозійну стійкість, опір втомі сталі у воді до її опору втомі на повітрі, а також підвищити границю витривалості деталей, що працюють в умовах атмосферної корозії, розчинах деяких солей, кислот, лугів.
З факторів, що визначають ефективність дробострумінного зміцнення, найбільш важливими є залежності між параметрами обробки,
глибиною наклепаного шару і залишковими напруженнями. Глибина наклепаного шару знаходиться в прямій залежності від діаметра і
швидкості дробу і в зворотній залежності від динамічної твердості матеріалу. При постійному режимі дробострумінної обробки величина
залишкових напружень визначається динамічною твердістю матеріалу (величиною питомої роботи кульки при вдавлюванні).

Інтенсивність зміцнення досягає максимального значення в початковий період обробки і надалі знижується внаслідок влучення дробинок на раніше оброблені ділянки. За способом надання кінетичної енергії дробу існують різні види дробострумінного зміцнення. У промисловості дробострумінна обробка виконується на спеціальних механічних чи пневматичних установках. В пневматичних дробострумінних установках необхідна швидкість дробу створюється струменем стисненого повітря, у механічних дробометах – лопатками ротора, який швидко обертається.
Відцентровий наклеп. Відцентрове (ротаційне) зміцнення засновано на використанні кінетичної енергії сталевих кульок чи роликів,
розташованих на периферії обертового диска.

Схема відцентровокулькового наклепу наведена на рис. 1.2, в.
Кульки можуть вільно переміщуватись в гніздах пристосування. При обертанні диска кульки відкидаються відцентровою силою в крайнє положення, при зустрічі із поверхнею, що обробляється, наносять по ній удар і відштовхуються в глиб гнізда. Сталість швидкості обертання і поздовжньої подачі забезпечує рівномірний наклеп.

Глибина наклепаного шару сплавів невисокої твердості досягає 1,5 мм і зменшується зі збільшенням вихідної твердості матеріалу. Величина залишкових напружень у поверхневих шарах після відцентрового зміцнення може досягати 800 МПа. Глибина і ступінь наклепу, а також величина залишкових напружень зростають із збільшенням швидкості взаємного переміщення кульки і заготовки, вихідної шорс-
ткості поверхні, діаметра кульки і величини її виходу із сепаратора.

Відцентрово-кульковий наклеп застосовується для обробки зовнішніх поверхонь лонжеронів лопастей вертольотів, кілець, валів, внутрішніх поверхонь гільз, втулок і ін. деталей.

Гідродробострумінне зміцнення (ГДЗ) – зміцнення дробом із застосуванням змащувально-охолоджувальних рідин. ГДЗ здійснюється на спеціальних гідродробострумінних ежекторних установках (ГДЕУ).

Переваги ГДЗ перед ДЗ:
залишкові напруження в поверхневому шарі деталі тільки стискування і, як правило, не мають поділеного максимуму;
порівняно низька шорсткість (Rа = 1,25...0,16 мкм) поверхні виробів зберігається; мікрогеометрія поліпшується, тому що радіуси за-
круглення западин (ямок від кульок) і виступів, що визначають опорну поверхню, збільшуються; виключений процес газонасичення у
зв’язку із зниженням температури в зоні контакту і наявністю ізоляції поверхневого шару деталі від атмосфери плівкою рідини.

Як робочі рідини при ГДЗ застосовують, в більшості випадків, трансформаторне масло, а також мінеральні мастила ТК, И5А.
Якість поверхневого шару деталей, що пройшли ГДЗ вище, ніж після ДЗ.

Якість деталей після ГДЗ в порівнянні з якістю деталей після ДЗ більш стабільна; розміри і мікрогеометрія точних інструментів практично не змінюються, що забезпечується відсутністю сухого тертя, посиленого злущення і інших причин можливого відшарування металу з поверхні деталі, що має місце при ДЗ.
ГДЗ піддають лопатки компресорів з титанових і алюмінійових сплавів, стальні шестерні, трубопроводи, пружини, довгомірні деталі,а такожрізальнийінструмент із швидкорізальних сталей.