1.4.5. Обработка дробью

Поверхностную обработку дробью (8 в тал. 4) разделяют на два основных способа: дробеударный или сухой дробью (дробеструйный, дробеметный, пневмодинамический) и гидродробеударный или со смазочно-охлаждающей жидкостью (гидродробеструйная, гидродробемётная). Дробь диаметром до 2 мм разгоняют либо лопастями вращающегося колеса, либо давлением воздуха или жидкости.

Характер пластического деформирования и отпечатки на поверхности от дроби в этих способах отличаются. При сухой обработке наплыв металла вокруг отпечатка с более острым гребнем; в тонких приповерхностных слоях остаточные напряжения растягивающие, а в более глубоких слоях – сжимающие. При обработке со смазочно-охлаждающей жидкостью отпечаток имеет более плавные, округлые границы; остаточные напряжения – равномерные, сжимающие.

Кроме того при дробеударной обработке жесткий удар дробинок при значительных скоростях их полета вызывает локальное увеличение температуры (до 650 С для улучшенной стали); параметр шероховатости ухудшается; режим упрочнения носит нестабильный характер из-за заметного разброса диаметра дроби (энергия удара пропорциональна диаметру дроби в третьей степени).

Вместе с этими недостатками обработка сухой дробью имеет и существенные преимущества – простоту конструкции дробеметных и дробеструйных установок, возможность получения высоких скоростей полета, отсутствие необходимости промывать деталь после обработки, более высокую степень и глубину упрочнения.

Основные параметры обработки дробью: рабочая среда (дробь и смазочно-охлаждающая жидкость); расстояние от среза сопла до упрочняемой поверхности; угол и диаметр факела дроби; скорость движения рабочей среды; продолжительность процесса.

Режим необходимого упрочнения оценивают и подбирают экспериментально, обрабатывая партию образцов на настроенной на конкретной детали установке. Упрочняют образцы партиями по 4…5 штук при одном давлении, но разном времени обработки и измеряют стрелу прогиба образца f. Затем строят кривую зависимости прогиба в функции времени обработки. По этим кривым (при разных давлениях) определяют время, после которого прогиб не увеличивается (рис.41).

Кроме обработки дробью динамическое воздействие может сказываться при других схемах ускорения рабочих тел другого вида. Так, при виброударной обработке ( 6 в табл. 4) рабочей камере сообщаются низкочастотные колебания в различных направлениях, вследствие чего между деталями и рабочими телами возникают соударении. Поскольку степень упрочнения прямо связана с амплитудой колебания, которая ограничена (обычно 1,5…6 мм) возможностями используемых вибромашин, при виброударной обработке практически исключен перенаклеп.

Ударная обработка ( 7 в табл. 4) включает способы динамического упрочнения, при которых в отличие от виброударной обработки движение деформирующих тел (шаров, роликов, бойков различной формы) носит не хаотичный, а закономерный, направленный характер. Поскольку скорость и масса инструмента могут при этом варьироваться в широких пределах, ударная обработка – чеканка обеспечивает значительные глубину и степень упрочнения.

Обработку проволочным инструментом (9 в табл.4) можно разделить на съем металла иглофрезами (коэффициент заполнения более 0,7) и зачистку – упрочнение щетками (коэффициент заполнения менее 0,7). Ударные элементы щеток могут быть выполнены в виде прядей троса со скрепленными концами или в виде пружинной проволоки с утолщениями на конце. При обработке деталей из сталей различных марок длинноворсовыми щетками микротвердость поверхности повышается на 70…150%, а в некоторых случаях – в 2,5…3,5 раза, однако толщина упрочненного слоя не превышает 0,1 мм.