Упрочняющие методы обработки внутренних поверхностей

При изготовлении деталей машин различного назначения приходится встречаться с обработкой отверстий следующих видов: гладкие цилиндрические и конические, ступенчатые, фасонные, сквозные и глухие (рис. 4.).

рис.4. Виды обрабатываемых отверстий

 

Сложность обработки отверстий объясняется рядом причин: жесткость инструмента для обработки отверстий лимитируется размерами последних; ухудшается отвод стружки и подвод ТЖ; сама поверхность менее доступна для обозрения и контроля (в том числе измерения).
В зависимости от служебного назначения отверстия возникает необходимость обеспечить следующие параметры: допуск на размер, шероховатость поверхности, прямолинейность оси отверстия и его образующей, правильность геометрической формы (например, округлость для цилиндрических и конических отверстий), соосность й концентричность с другими цилиндрическими поверхностями и отверстиями, перпендикулярность оси отверстия торцу, расстояния между осями отверстий и от заданной базы. Нередко для обеспечения требуемых размерных характеристик детали отверстие выбирается за базу и обрабатывается в начале технологического маршрута.

В зависимости от предъявляемых требований к детали и исходного состояния заготовки обработка отверстий осуществляется металлическим лезвийным или абразивным инструментом, со снятием стружки или ППД. Эффективной является пробивка отверстий в штампах. В ряде случаев обработка отверстий осуществляется и специальными методами обработки: ультразвуковая, электрофизическая, электрохимическая, лучевая. Последние встречаются при обработке отверстий малого диаметра, отверстий сложной формы в труднообрабатываемых материалах

Упрочнение – показателем относительного повышения значения заданного параметра сопротивляемости материала разрушению или остаточной деформации по сравнению с его исходным значением в результате упрочняющей обработки, а также (в ряде случаев) глубиной Упрочнение (толщиной упрочнённого слоя). Упрочнение обычно сопровождается снижением пластичности. Поэтому практически выбор способа и оптимального режима упрочняющей обработки определяется максимальным повышением прочности материала при допустимом снижении пластичности, что обеспечивает наибольшую конструкционную прочность.

Упрочнение материала в процессе его получения может быть вызвано термическими, радиационными воздействиями, легированием и введением в металлическую или неметаллическую матрицу (основу) упрочнителей – волокон, дисперсных частиц и др. (см. Композиционные материалы).

Упрочнение материала заготовок и изделий достигается механическими, термическими, химическими и др. воздействиями, а также комбинированными способами (химико-термическими, термомеханическими и др.). Наиболее распространённый вид упрочняющей обработки – поверхностное пластическое деформирование (ППД) – простой и эффективный способ повышения несущей способности и долговечности деталей машин и частей сооружений, в особенности работающих в условиях знакопеременных нагрузок (оси, валы, зубчатые колёса, подшипники, поршни, цилиндры, сварные конструкции, инструменты и т.п.). В зависимости от конструкции, свойств материала, размеров и характера эксплуатационных нагрузок деталей применяются различные виды ППД: накатка и раскатка роликами и шариками, обкатка зубчатыми валками, алмазное выглаживание, дорнование, гидроабразивная, вибрационная, дробеструйная и др. способы обработки. Часто ППД, кроме Упрочнения, значительно уменьшает шероховатость поверхности, повышает износостойкость деталей, улучшает их внешний вид (упрочняюще-отделочная обработка). Упрочнение при термической обработке металлов обеспечивается, в частности, при закалке с последующим отпуском. Улучшению прочностных свойств значительно способствуют и определённые виды термо-механической обработки (в т. ч. горячий и холодный наклёп). Упрочнение химико-термическим воздействием может осуществляться путём азотирования, цианирования, цементации, диффузионной металлизации (насыщением поверхности детали алюминием, хромом и др. металлами).

Упрочнение обеспечивается также применением электрофизических и электрохимических методов обработки, ультразвуковой, электроэрозионной, магнитоимпульсной, электрогидравлической, электроннолучевой, фотоннолучевой, анодно-химической, электроискровой, а также воздействием взрывной волны, лазера и др. Упрочняющая обработка может быть поверхностной (например, пластическое деформирование с возникновением поверхностного наклёпа), объёмной (например, изотермическая закалка) и комбинированной (например, термическая обработка с последующим ППД). Объёмная и поверхностная упрочняющая обработки могут вестись последовательно несколькими методами.

 

а – дробеструйная упрочняющая обработка; б – чистовая обработка – обкатываем шаром; в – обработка дорнованием; г – центробежно-шариковая чистовая обработка; д – обработка чеканкой; е – упрочнение взрывом; ж - упрочнение виброобкатыванием; з – алмазное выглаживание

 

Рисунок 5 – Схемы поверхностной пластической деформации

 

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: