Обработка пластической деформацией

Такой вид обработки используется в качестве отделочной операции на заключительной стадии. Он позволяет упрочнить поверхность и улучшить качественные характеристики изделия. Обрабатывать можно как наружные, так и внутренние поверхности. Условно можно выделить следующие варианты:

-выглаживание

-обкатка

-наклёпывание

-комбинированная

-дорнование

-Калибрование

Выглаживание применяется для обработки деталей типа тела вращения диаметром от 5 до 500 мм. В качестве инструмента используются твердосплавные пластинки и алмазные наконечники. (рис)

 

 

Алмазные наконечники работают по жёсткой схеме и позволяют повысить точность получаемых размеров до 7 и даже 6 квалитетов.

Обкатка выполняется одно- и многошариковыми и роликовыми обкатниками. Как правило, все обкатники имеют подпружиненные наконечники. Необходимое усилие создаётся регулировкой пружины. Обкатка позволяет улучшить шероховатость до 8÷11 классов.

Многошариковые и многороликовые обкатники используются для обработки маложёстких деталей. Если в обкатниках закрепить жёстко шарики или ролики, то в этом случае можно выполнять калибровку и отделку гладких и ступенчатых валов. При этом достигается точность получаемых размеров по 7 квалитету, а шероховатость снижается до 12 класса.

Если в процессе обработки на инструмент наложить вибрации, то на поверхности детали создаётся наклепанный слой металла. Существуют различные способы создания наклепанного слоя.

 

 

Каким либо устройством, например, электромагнитом, создаются вибрации, которые накладываются на обкатник в процессе обработки. В другом варианте используется головка инерционного действия, в корпусе которой в радиально расположенных каналах находятся шарики. При вращении головки её подводят к детали с зазором примерно 0,5 мм. Шарики, свободно расположенные в каналах, ударяют по поверхности, создавая наклёпанный слой. (Частный случай образования наклёпа – механическая обработка при определённом сочетании режимов).

Иногда совмещают операции чистового точения и обкатывания, т.е. за резцом следует обкатник, установленный на том же суппорте.

Аналогично обрабатываются плоские поверхности.

Методом пластической деформации обрабатываются так же внутренние поверхности. Это прошивание выглаживающими прошивками, протягивание выглаживающими протяжками, раскатывание раскатниками.

Возможно применение этого метода и при обработке фасонных поверхностей, для чего необходимо обеспечить соответствующие движения инструменту.

Дорнование применяют для обработки различных отверстий, в том числе и шлицевых. Процесс дорнования заключается в том, что инструмент (дорн) определенной формы протягивается через обрабатываемое отверстие, имеющее меньшие размеры по сравнению с размерами дорна. При этом вследствие пластического деформирования диаметр отверстия увеличивается, поверхностный слой металла в отверстии упрочняется, а неровности поверхности сглаживаются. Причем, в зависимости от натяга пластические деформации могут носить локальный поверхностный характер или распространяться на весь объем заготовки, изменяя ее диаметральные и линейные размеры. Дорны могут быть комбинированными с режущими и деформирующими рабочими элементами. Для уменьшения трения при дорновании применяют различные смазочные материалы и СОЖ. Процесс осуществляется на протяжных станках.

Калибрование применяют для обработки наружных и внутренних поверхностей вращения заготовок; оно позволяет повысить исходную точность за счет объемных пластических деформаций материала. При небольших натягах пластические деформации могут носить локальный характер, т.е. распространяться только в поверхностном слое. Рабочим инструментом является шарик, деформирующая прошивка или пуансон, калибрующие фильтры или вогнутые эллипсообразные ролики. Процесс осуществляется на оборудовании для обработки давлением.

Отделочные операции.

К отделочным операциям относятся хонингование, суперфинишная обработка, доводка. Хонингование применяют для окончательной обработки отверстий точной формы. Выполняется абразивными и алмазными брусками, закреплёнными в хонинговальной головке. Бруски имеют жёсткое силовое замыкание с обрабатываемой поверхностью, создавая удельное давление в зоне обработки в пределах 2÷10 кг/см.Со шпинделем станка хонинговальная головка соединяется шарнирно и вращается с частотой, обеспечивающеё скорость до 100 м/мин. Кроме того, хонинговальная головка совершает возвратно - поступательное движение со скоростью до 20 м/мин. Обработка ведётся с применением охлаждающей жидкости на основе керосина.

Одним из способов окончательной обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и сферических поверхностей служит суперфиниширование абразивными и алмазными брусками. Бруски изготавливают из микропорошков на керамической связке. Процесс суперфиниширования выглядит следующим образом. Деталь вращается со скоростью от 10 до 75 м/мин, инструмент перемещается вдоль образующей со скоростью 0,3÷1,5 м/мин и при этом совершает в этом же направлении осциллирующее движение с частотой до 2000 Гц. В зоне контакта необходимо создать давление в пределах 2÷4кг/см².

Доводку, как самостоятельную операцию, применяют для окончательной обработки особо точных плоских, конических, сферических поверхностей. Она позволяет одновременно получить точную форму поверхности с отклонением 1÷2 мкм., точное взаимное расположение поверхностей, отклонение от заданных размеров 1÷3 мкм., чистоту поверхности в пределах 12÷14 класса.

Доводку осуществляют абразивными и алмазными микропорошками и притирами из различных материалов. Деталь и притир совершают относительное перемещение со скоростью 10÷100 м/мин. Абразив подаётся в зону притирки в виде суспензии в процессе обработки или периодически в виде пасты перед каждым проходом. На обработанной поверхности наблюдается сетка микрорисок.

 

 

Тема 13 (ТМ) ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ