Поверхностное пластическое деформирование

Сущность обкатывания состоит в том, что поверхностные слои метала, контактируя с инструментом высокой твёрдости (обкатником или шаровой головкой), оказываются в состоянии всестороннего сжатия и пластически деформируется. Инструментом являются ролики шарики или диски, перемещающиеся относительно заготовки. Микро неровности обрабатываем­ой поверхности сглаживаются путём снятия микровыступов и заполнения микровпадин.

Электромеханическая обработка является процессом ППО с местным подогревом зоны обработки. Целью такой обработки является, прежде всего, упрочнение верхнего слоя метала за счёт структурных превращений. Эти превращения происходят во время прижима вращаю­щегося диска к вращающейся поверхности. Система ППО может включать один или несколько дисков

При обработке вращающимися выглаживателями выглаживатель концентрично закрепляют на оправке. При обработке от­верстия его ось поворачивается на некоторый угол относительно оси во вращения детали так, чтобы его геометрический центр находился на некоторой оси. Точность обработанной поверхности 7 квалитет при шероховатости R_a = 0,2 – 0,8 мкм.

Виброраскатывание заключается в циклически концентрированных ударах по обрабатываемой поверхности вращающимися элементами в виде шариков дисков или оправок.

Сущность алмазного выглаживания состоит в том, что остав­шиеся после обработки резанием неровности поверхности выглажи­ваются перемещающимся по ней прижатым инструментом. Данный метод позволяет достигнуть 6 – 7 квалитет точности, шероховатость после обработки R_a = 0,04 – 0,08 мкм.

Накатывание сочетает в себе функции черновой, получерновой и чистовой обработки. Профиль накатываемых деталей образуется за счёт вдавливания инструмента в материал заготовки и выдавливание части материал заготовки во впадины инструмента. Накатывание используют для получения: резьбы, шлицевых валов, зубчатых колёс и др. Формообразование фасонных поверхностей имеет высокую производительность низкую себестоимость обработки, высокое качество обработанных деталей.

При вибронакатывании упрочняющему элементу (шару или алмазу), установленному в резцедержателе, помимо обычного движения продольной подачи, специальным устройством сообщают дополнительное движение с относительно малой амплитудой.

Калибровку и дорнование применяют в основном для обра­батывания отверстий круглого сечение, выполненных в деталях из мягких и средней твёрдости материалов. Характерной чертой этих методов является отсутствие вращательного движения в обрабатываемой системе. Преимущества: высокая производительность, простые оснастка и обслуживание, возможность автоматизации процесса, повышенная точность обработки.

Обработка дробью заключается в ударном воздействии на обрабатываемую поверхность потока шариков, перемещающегося с большой скоростью.

Обработка стальными щетками заключается в динамическом воздействии на обрабатываемую деталь металлическими щетками в виде дисков или валиков вращающихся с большой скоростью.

В момент удара проволоки щетки по обрабатываемой поверхности кинетическая энергия превращается в тепловую энергию и энергию пластической обработки, приводя к упрочнению и повышений частоты поверхности. Чистота поверхности достигается R_a = 0,06 – 0,16 мкм. Применяется при обработке фасонных поверхностей.

Вибрационная обработка шариками, которые во время обработки многократно одновременно ударяют по всей обрабатываемой поверхности заготовки. Удары совершаются в результате вибрационного движения шариков, вызванного механическим путем в контейнерах. В качестве оборудования применяют вибрационные станки. Достигаемая шероховатость после обработки R_a = 1 мкм.

Процесс ультразвуковой обработки напоминает вибрацион­ную обработку. Ультразвуковое поле создают ультразвуковым преобразователем и концентратором. В качестве инструмента используют: стальные закаленные шарики, которые устанавливают неподвижно или так, что они могут вращаться; а также гладилки из сверхтвёрдых матери­алов или алмазные выглаживатели. Инструмент устанавливают в кон­центратор, от которого ему передаются ультразвуковые колебания. Обработка позволяет достигнуть шероховатости R_a = 0,13 мкм и уве­личить микротвердость поверхностного слоя на 33 %.

Чеканка применяется для упрочнения канавок, выточек, шли­цев, шпоночных пазов галтелей и других поверхностей, являющихся кон­центраторами напряжений. В качестве инструмента применяют сфери­ческие бойки, ролики, а также шары из высокопрочного мате­риала. Принцип чеканки напоминает принцип ультразвукового упрочнения, однако при чеканке частота колебаний инструмента на два порядка меньше, а его перемещение и энергия ударов больше. Шероховатость при данном методе достигает R_a = 0,6 – 0,32 мкм, предел выносливости обработанной поверхности увеличивается на 77 %.

При центробежной обработке на обрабатываемую поверхность наносят последовательные удары рабочими элементами, свободно сидящих в радиальных отверстиях вращающих дисках. Рабочие элементы под действием центробежной силы занимают крайнее положение в радиальных отверстиях, а при ударе об обрабатываемую поверхность опускаются на глубину, равную натягу, отдавая энергию, создаваемую центробежной силой. При оптимальных режимах упрочнения шероховатость достигает R_a = 0,63 – 1,25 мкм при обработке грубых поверх­ностей, а при обработке чистовых поверхностей с R_a = 0,32 – 0,63 мкм достигается R_a = 0,08 – 0,16 мкм. Твердость повышается до 30 – 62 %. Глубина наклепа дос­тигает 0,6 – 0,8 мм и более.

При обработке отверстия обдирными раскатниками рабочие ролики, установление в сепараторе, вращаются между поверхностью обрабатываемого отверстия и поверхностью кулачковой оправки, совершая переносное или планетарное движение. Мгновенность и кратковременность приложения нагрузки позволяет обрабатывать отверстия в деталях малой или неравномерной жесткости. Параметр шероховатости достигает R_a = 0,32 – 0,63.