4. Технологические методы повышения надёжности деталей машин

4.1. Классификация технологических методов повышения

Надёжности деталей машин

В процессе разрушений деталей важнейшую роль играет поверностный слой, который получает окончательные качественные характеристики на заключительных этапах обработки. Но на формирование качественных показателей поверхностного слоя оказывают влияние все этапы изготовления детали.

ТМС обладает большим набором методов и их разновидностей, позволяющих получать детали с одними и теми же точностными параметрами, при этом качественные характеристики поверхностного слоя могут отличаться. При выборе необходимых технологических методов необходимо знать физическую картину явлений, происходящих в детали и её поверхностном слое при эксплуатации.

Главное при выборе технологических методов - обеспечение такого качества поверхностного слоя, которое обеспечило бы наибольшую надёжность детали. Определённым резервом повышения качества детали является комбинирование различных методов обработки.

При этом возможно получение синэргетических эффектов – эффектов, общее действие от которых превышает сумму отдельно взятых эффектов от различных технологических методов. Особенно ярко эти эффекты проявляются при резании, когда одновременно действуют механическая, тепловая, химическая и электрическая энергии.

Немаловажным фактором является правильный выбор режимов, т.к. один и тот же метод может дать диаметрально противоположные свойства поверхностного слоя при различных режимах.

Все методы обработки разделяют на две большие группы:

1. Механические

а) Методы, основанные на работе режущего клина.

б) Методы обработки связанным абразивным зерном.

в) Методы обработки свободным абразивным звеном.

г) Методы, основанные на поверхностном пластическом деформировании.

2. Физико – химические

а) Термическая обработка:

-закалка; -отпуск; -отжиг; -обработка холодом (криогенная обработка).

б) Нанесение покрытий

- химические;

- физические;

- физико-химические способы.

в) Химикотермическая обработка.

г) Высокоэнергетические методы.

д) Электрофизические методы.

з) Электрохимические методы.

4.2. Поверхностное пластическое деформирование (ппд)

4.2.1. Особенности и классификация методов ппд

ППД является одним из наиболее простых и эффективных методов повышения качества поверхностного слоя. При ППД отсутствует резание металла. Изменение качества поверхностного слоя происходит за счёт упругой пластической деформации поверхностного слоя под воздействием инструмента. В сравнении с обработкой резанием и шлифова-

нием ППД имеет следующие преимущества:

1.Сохранение целостности волокон поверхностного слоя.

2.Формирование мелкозернистой структуры в поверхностном слое.

3.Отсутствие шаржирования обрабатанной поверхности частичками инструмента, как

при шлифовании.

4.Отсутствие термических дефектов поверхности.

5.Уменьшение шероховатости в несколько раз за 1 проход.

6.Наличие в поверхностном слое благоприятных сжимающих остаточных напряжений.

7.Плавное и стабильное повышение микротвёрдости пов-го слоя.

8.Высокая стойкость и относительная простота конструкции инструмента

9.Качество поверхностного слоя детали определяется конструкцией инструмента и

приспособления в большей степени, чем конструкцией оборудования.

10.Возможность механизации и автоматизации обработки.

НедостаткиППД.

а) большинство методов ППД не повышает геометрической точности детали;

б) невозможность обработки большинством методов тонкостенных и неравнопрочных деталей;

в) образование на торцовых поверхностях детали наплывов, требующих дополнительной обработки.

Методы ППД применяют для повышения износостойкости, усталостной прочности и контактной жёсткости деталей машин. Степень увеличения этих показателей составляет в среднем 20…..30%.

Методы ППД классифицируются по следующим признакам.

1. Статические:

а) трение качения:

- обработка шаровым инструментом;

- обработка роликовым инструментом;

- обработка с колебаниями вдоль обрабатываемой поверхности;

б) трение скольжения:

- выглаживание;

- дорнование;

- обработка с колебаниями вдоль обрабатываеой поверхности.

2. Динамические. Ударные:

а) инструментом:

- вращающимся инструментом;

- инструментом, совершающим колебания перпендикулярно обрабатываемой поверхности;

- ультразвуковая обработка ППД;

б) обработка дробью:

- виброударная обработка;

- дробеструйная.