7.2. Оборудование и приборы

7.2.1. Принципиальная схема, описание и технологическая характеристика модели дробеструйной обработки

Рис. 7.2. Принципиальная схема дробеструйной установки: 1- кислородный баллон; 2- вентиль регулировки воздуха; 3- вентиль регулировки дроби; 4- бункер для дроби; 5- емкость дробеструйной установки; 6-опытная пластина; 7- магистраль

Принцип работы дробеструйной установки состоит в том, что дробь, подаваемая из бункера, перемешивается в магистраль с воздухом, подаваемым из кислородного баллона, и ударяет в опытную пластину. Через определенный промежуток времени, найденный опытным путем, при получении нужного наклепа, испытываемую пластину измеряют специальным прибором.

Техническая характеристика модели дробеструйной установки:

Рабочее давление, МПа 0,8

Применяемая стальная дробь, мм 1-3

Размеры емкости дробеструйной установки, мм 350^х350^х500

Размеры бункера для дроби, мм 180^х180^х300

Скорость полета дроби, м/сек 70

7.2.2. Порядок работы на модели дробеструйной установки

Перед началом работы необходимо снять крышку емкости дробеструйной установки, установить опытную пластину в зажимы и закрыть крышку емкости.

Для работы дробеструйной установки (рис.7.2) используется дробь диаметром 1-3 мм, которая загружается в бункер 4 с помощью воронки. Подача дроби регулируется вентилем 3. В случае, если дробь не идет, то вентилем расхода воздуха 2 регулируется подача воздуха в бункер для дроби, который герметичен. Под давлением воздуха дробь подается в магистраль 7.

Для включения в работу дробеструйной установки необходимо открыть вентиль кислородного баллона и отрегулировать редуктором давление 0,8 МПа. После этого вентилем расхода дроби отрегулировать подачу дроби в магистраль. Время наклепа определяют опытным путем, по глубине наклепанного слоя, до «насыщения». После произведения наклепа, снять крышку с емкости дробеструй­ной установки и извлечь опытную пластину.

Технический контроль процесса проверяют по глубине наклепанного слоя на пластине.

7.3. Расчет параметров процесса обработки дробью

Расход дроби, обеспечивающий максимальную полноту покрытия обрабатываемой поверхности отпечатками:

, (7.1)

где N - кратность отпечатка (характеризуется числом попаданий дробинок в один и тот же отпечаток);

D - диаметр дробинки, см;

d - диаметр одиночного отпечатка дробинки (при первом нагружении), см;

р- плотность материала дроби, г/см³.

Реальный секундный расход дроби, приходящийся на единицу площади (F₀= lew³) обрабатываемой поверхности

, (7.2)

где Q_t- расход дроби за время t;

F- площадь, ограниченная контуром участка обрабатываемой поверхности покрытого следами ударов дробинок.

Тогда требуемая длительность обработки дробью:

. (7.3)

Эта зависимость позволяет определить длительность обработки, необходимую для достижения заданной кратности отпечатков N, определяющих глубину наклепанного слоя и интенсивность его деформации.

При произвольном (заданном) числе N повторных ударов в один отпечаток диаметр отпечатка после этого будет

, (7.4)

где k -коэффициент, зависящий от твердости исходного материала и скорости соударения, в интервале скоростей, реализуемых в дробеструйных установках (30-80м/с), скорость соударения не влияет на величину k.

Зависимость коэффициента k от твердости PV:

PV 1000 2000 3000 4000 5000

k 0,42 0,30 0,23 0,22 0,21

При обработке массивных по сравнению с массой дробинки деталей разме­ры отпечатка определяются диаметром и плотностью материала дроби, скоростью удара и твердостью материала обрабатываемой поверхности детали. Установлено, что при диаметре шара диаметр его отпечатка на обрабатываемой поверхности монотонно возрастает с увеличением скорости удара. При данной скорости удара диаметр отпечатков прямо пропорционален диаметрам шаров.

Полученные закономерности позволили определить кратность и диаметр отпечатка при дробеструйной обработке, а следовательно, глубину t и степень деформации s_N наклепанного слоя в зависимости от длительности обработки

, (7.5)

где t_N- глубина N- кратного отпечатка.

Для увеличения наклепанного слоя t_SN более рациональным является увеличение диаметра дроби при умеренной скорости. При неудачном выборе диаметра дроби заданная величина t_SN может определить скорость дроби, выходящую за допустимые на практике пределы.

С увеличением длительности обработки глубина наклепанного слоя возрастает. Темп роста t_SN наиболее заметен на начальных стадиях обработки, при дальнейшем ее увеличении он уменьшается и стремится к насыщению (постоянному значению).