Технологическое повышение долговечности изделий машиностроения

Широкими возможностями в повышении долговечности изделий машиностроения обладает обработка пластическим деформированием. В зависимости от назначения методы пластического деформирования можно разделить на три класса (рис. 3.1):

1) ОУО ППД;

2) формообразующая обработка пластическим деформированием;

3) ОУО ПД.

К первому классу относятся все методы обработки заготовок, связанные с пластическим деформированием только их поверхностных слоев и практически не изменяющие исходную точность размеров. Это накатывание, раскатывание, выглаживание, виброобработка, динамическое упрочнение, электромеханическая и комбинированная обработка различных поверхностей деталей машин. Причем в зависимости от функционального назначения изделия за счет изменения рабочего давления обработку можно производить на отделочных, упрочняющих и промежуточных отделочно-упрочняющих режимах.

Отделочная обработка осуществляется при небольших рабочих давлениях _Т и позволяет улучшить несущую способность исходной шероховатости поверхности (увеличить t₁₀ c 1 – 2 до 15 – 20%). При этом особенно ярко проявляется технологическая наследственность. Упрочняющую обработку производят при _Т, при этом значительно повышается степень (U_н = 180%) и глубина упрочнения (наклепа).

Обработка на промежуточных отделочно-упрочняющих режимах ( _Т < < _Т) позволяет улучшить несущую способность параметров шероховатости и волнистости и повысить исходную поверхностную микротвердость на небольшую глубину, т.е. комплексно повысить несущую способность поверхностного слоя (уменьшить комплексный параметр С_x в

10 – 20 раз). Параметр С_х предложен для комплексной оценки несущей способности поверхности или ее контактной жесткости, объединяющий шероховатость, волнистость, макроотклонения, степень наклепа поверхности и поверхностные остаточные напряжения второго рода.

Во втором классе предусмотрены методы обработки заготовок, формирующие форму и размеры отдельных их элементов пластическим деформированием (накатывание зубьев, шлицев, резьб, фасонных поверхностей). Дальнейшим их развитием является создание так называемых гладкорезьбовых соединений (резьбовая шпилька вворачивается в гладкое отверстие). Эта обработка осуществляется при _Т, и ее можно применять для заготовок из материалов, обладающих достаточной пластичностью.

К третьему классу относятся методы, осуществляющие ОУО поверхности без изменения ее формы при пластическом деформировании практически всей заготовки (калибрование наружных и внутренних поверхностей вращения и дорнование). Дальнейшим развитием этих методов является одновременная обработка с запрессовкой. Достоинством этих методов обработки является то, что они наряду с улучшением состояния поверхностного слоя позволяют повысить точность размера.

Все методы обработки заготовок пластическим деформированием имеют широкие возможности в управлении параметрами состояния поверхностного слоя деталей машин, а следовательно, и их эксплуатационными свойствами. Однако их применение для этих целей требует научно обоснованного подхода, так как каждый из этих методов имеет вполне определенные экономически целесообразные области применения (табл. 3.1).

Рис. 3.1. Классификация методов обработки заготовок пластическим деформированием