Основи технології обробки конструкційних матеріалів різанням і електрофізичними методами

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра „Автомобілі, автомобільне господарство і технологія металів”

 

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №4

з курсу

„Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів”

Розділи:

„ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ОБРОБКИ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ РІЗАННЯМ І ЕЛЕКТРОФІЗИЧНИМИ МЕТОДАМИ”,

„ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ ІЗ НЕМЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ”

(Варіант 23)

Виконав: студент

Перевірив:

к.т.н., доцент

Кім Є.К.

Рівне 2009

7. Опишіть суть, призначення і основні методи обробки заготовок поверхневим пластичним деформуванням

 

Суть процесу накатування.

Суть процесу зміцнювального накатування полягає у зминанні виступів мікронерівностей і заповнення впадин за рахунок тиску і переміщень одного або кількох кульок чи роликів по оброблювальній поверхні. В результаті накатування змінюється мікроструктура, фізико-механічні властивості верхнього прошарку металу, підвищуються його твердість і міцність, збільшується стійкість проти спрацювання, шорсткість поверхні Rа = 0,040 мкм, діаметр оброблювальної деталі зменшується на величину залишкових деформацій.

Застосування.

Методом зміцнювального накатування можна обробляти деталі, виготовлені або відновлені з матеріалів, що деформуються без руйнування, у холодному стані: вуглецевих і легованих сталей, чавуну, кольорових металів і сплавів, композиційних матеріалів.

Для зміцнювальної обробки деталей накаткою використовують металорізальні верстати загального призначення: токарні розточувальні, свердлильні, строгальні, фрезерні тощо. Як робочий інструмент використовують спеціальні накатки, деформуючими елементами яких є кульки і ролики, що випускаються промисловістю або спеціально виготовлені. Для підвищення стійкості проти спрацювання на робочі поверхні роликів і кульок наносять тверді сплави. Шорсткість поверхні робочих тіл повинна бути меншою за необхідну відносно поверхні самовстановлюється у будь-якому положенні. Цим вона забезпечує кращі умови пластичного деформування металу дає змогу працювати з меншим тиском і отримувати меншу шорсткість поверхні. Особливістю роликових накаток є те, що ролики мають стабільну вісь обертання і в процесі накатування можуть ковзати по поверхні деталі. Це знижує якість поверхні, сприяючи перенаклепу, порушенню поверхневого прошарку, погіршенню шорсткості і призводить до додаткових витрат енергії. Зменшення поверхні контакту і зусиль, діючих на ролики, досягають розміщенням роликів під кутом до осі оброблюваних поверхонь.

За способом передачі зусилля на деталь розрізняють накатки з жорстким і пружним контактами між інструментом і оброблюваною поверхнею. Жорсткі накатки прості у виготовленні, але вони не забезпечують рівномірного зміцнення оброблюваної поверхні деталі.

Пружна накатка забезпечує кращу якість оброблюваної поверхні деталі, демпфування динамічних навантажень накатування і дає можливість точно регулювати зусилля тиску інструменту на деталь.

Призначення та будова пристрою.

На токарних верстатах, крім звичайних робіт з обробки деталей зняттям стружки, можна виконувати давильні роботи по пластичному деформуванню металу за допомогою роликів і кульок.

Токарні верстати використовують також для виконання розточувальних і фрезерних робіт.

Остаточна обробка поверхні деталей може проводитись як різанням, так і пластичним деформуванням. Для цього застосовують відповідні пристосування.

Обробка поверхні деталі пластичним деформуванням за допомогою роликових чи кулькових накаток дозволяє ущільнити поверхневий шар металу і знизити шорсткість поверхні до 8—10-го класу. Обробка зовнішніх циліндричних поверхонь кульковою накаткою (рис. 1), що закріплюється в різцетримачі токарного верстата, проводиться за 2—3 проходи при частоті обертання деталі 1000—1200 об/хв і подовжню подачу супорта 0,06—0,12 мм/об.

Рис. 1. Жорстка кулькова накатка:

1 — кулька; 2 — корпус підшипника; 3 — державка; 4 — підшипник; 5 - вісь; 6 — гвинт, 7 — сепаратор

Рис. 2. Пристосування для одночасного обточування та накатування:

1 — різець; 2 — кулька; 3 — обойма; 4 — натискний шарикопідшипник; 5 — регулювальний гвинт; 6 — тарілчаста пружина

Рис. 3. Пристосування для накатки пружин:

1 — оправлення; 2 — пружина відновлювана; 3 — ролик, 4 — плита; 5 — пружина натискна

Зусилля на деталь може мати величину від 10 до 150 кгс у залежності від матеріалу деталі і призначення операції накатування. У зв'язку зі зменшенням діаметра деталі під цю операцію залишають припуск на обробку в 0,03—0,06 мм. Для більш точної фіксації зусилля на деталь застосовують подпружинені накатки, у яких зусилля на деталь обмежується зусиллям пружини. Обточування й обкатування можна проводити одночасно (рис. 2).

Методом накатування (рис. 3) відновлюють також пружини, що втратили пружність. Пружина насаджується на оправлення з конусностью 10—15°, що має поперечні отвори для закріплення кінця пружини. Накатування проводиться за 2—4 проходи при 80— 100 об/хв.

Методи чистової обробки холодним пластичним деформуванням циліндричних поверхонь відрізняються високою продуктивністю й економічністю і можуть бути успішно впроваджені в ремонтне виробництво замість методів чистової обробки різанням. При цьому забезпечується низька шорсткість поверхні, створюється зміцнений поверхневий шар., При обробці різанням на поверхні утвориться цілком визначене розташування штрихів обробки, зв'язане з кінематикою процесу і не піддається істотному регулюванню. Разом з тим різні експлуатаційні вимоги, пропоновані до деталей машин, вимагають створення в кожнім окремому випадку цілком визначеного мікрорельєфу поверхні деталі, є необхідним напрямком штрихів обробки, потрібною формою нерівностей поверхні і т.п.