Методы поверхностного упрочнения (дробеструйная обработка, обработка роликами и др.). Применение поверхностного наклепа в машиностроении

Детали машин, упрочненные термической или химико-термической обработкой, возможно дополнительно упрочнить поверхностным пластическим деформированием (ППД). Чаще всего упрочнение методами ППД применяют для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках (шестерни, коленчатые валы, шатуны, торсионы и др.), в условиях высоких давлений и скоростей (плунжеры, поршни поршневые кольца, золотники и др.).

Оптимальный метод ППД выбирается в зависимости от формы, размеров, особенностей производства. Для деталей сложной формы (лопатки, шатуны, рессоры, пружины и др.) применяется дробеструйная обработка. Сущность этого способа ППД заключается в том, что на обрабатываемую деталь направляется поток дроби со скоростью до 100 м/с. В результате соударения дроби об упрочняемую поверхность происходит пластическое деформирование поверхностного слоя. Главным преимуществом этого способа является его высокая технологичность и универсальность, обеспечивающая возможность обработки любых сложнофасонных поверхностей деталей, режущего, штампового и др. инструмента без необходимости точного базирования и применения дорогостоящего оборудования.

Для упрочнения наружных и внутренних поверхностей изделий сферической и цилиндрической формы, различных профилей применяется накатывание роликовым (шариковым) инструментом. Сущность этого способа ППД состоит в том, что по обрабатываемой поверхности под определенным давлением обкатывают шары или ролики. Шары (ролики) снимают и осаживают выступы и заполняют ими впадины профиля. Процесс накатывания в большинстве случаев осуществляется на универсальных металлорежущих станках. Эти процессы уменьшают шероховатость от R_a 6,3 до R_a 0,1 мкм.

Для упрочнения закаленных сталей используется алмазное выглаживание. Уступая по производительности обкатыванию шариками и роликами, алмазное выглаживание позволяет достигать очень малой высоты неровности. Применение алмазного инструмента с малым радиусом рабочей части позволяет эффективно проводить упрочнение, использую небольшие давления на обрабатывающий инструмент (50-400 Н), а следовательно упрочнять маложесткие детали с неравномерной жесткостью, которые невозможно обработать другими методами ППД без нарушения их геометрической формы.

Наклеп поверхности ППД повышает предел выносливости на 30-50%, долговечность в 3-10 раз, сопротивление фреттинг-коррозии в 1,5-2 раза.