Методика проведения упрочнения

 

Шариковая раскатка предназначена для обработки внутренних цилиндрических и конических поверхностей.

Раскатка может выполняться на токарных или на станках для глубокого сверления.

В данном случае шариковая раскатка устанавливается в суппорт так называемого токарного станка. Скорость не оказывает заметного влияния на результаты обработки и выбирается с учетом требуемой производительности, конструктивных особенностей детали и оборудования. Обычно скорость составляет 30-150м/мин.

Значение усилия обкатывания выбирают в зависимости от цели обработки. Оптимальное усилие Р_в (Н), соответствующее максимальному пределу выносливости, определяют по формуле:

 

, (6.1)

 

где D₀ - диаметр упрочняемой поверхности детали.

При упрочняющей обработке необходимо повысить поверхностную твердость детали на 25-40%. Глубина h_H наклепанного слоя для крупных деталей должна находиться в пределах:

 

, (6.2)

 

где R_d - радиус упрочняющей поверхности детали.

Усилие R_н , обеспечивающее получение наклепанного слоя глубиной h_H, определяется по формуле:

 

, (6.3)

 

где δ_T- предел текучести материала детали;

m - поправочный коэффициент, учитывающий кривизну контактирую-щих поверхностей.

 

 

, (6.4)

 

где R _пр - профильный радиус шарика;

D_ш- диаметр шарика;

R- радиус профиля детали в осевом сечении; для цилиндрической поверхности R = ∞.

Подачу при обкатывании назначают не более 0,2- 0,6мм/об.

Процесс раскатки характеризуется небольшими натягами и поэтому также сопровождается незначительными изменениями размеров.

Обычно при раскатывании натяг i<0,03÷0,3 мм с учетом исходной и требуемой шероховатости. Точности и диаметра обрабатываемой поверхности, а также жесткости раскатки.

При раскатке разномерность шариков не должна быть более 2мкр. Точность обработанной детали будет зависеть от ее конструкции и конструкции инструмента, режимов обработки, а также от точности размеров, формы и качества поверхности детали, полученных при обработке на предшествующем периоде. При раскатке практически достигаются параметры шероховатости обрабатываемой поверхности R_a=0.2-0,8мкрпри исходных значениях этих параметров 0,8-6,Змкр. Степень уменьшения шероховатости поверхности зависит от материала, рабочего усилия натяга, подачи, исходной шероховатости, конструкции инструмента.

Смазывающе-охлаждающей жидкостью при раскатывании служат механическое масло, смесь механического масла с керосином (по 50%).

Обработку чугуна рекомендуется вести без охлаждения.

 

Пример расчета параметров упрочнения шариковым инструментом

Дано D₀=110 мм

δ _Т для ст.45-36 кг/мм²=333Н/мм²

1) Определяем оптимальное усилие Р_В(Н):

 

,

 

 

.

 

2) Определяем пределы наклепанного слоя h_Н

 

,

 

где R_d =55мм,

 

.

 

3) Усилие, обеспечивающее получение наклепанного слоя глубиной 1,3мм определяется по формуле:

 

,

 

где m- поправочный коэффициент, учитывающий кривизну контактирующих поверхностей.

 

, R = ∞,

 

 

 

Тогда

 

Расчет параметров упрочнения шариковым инструментом следует проводить в соответствии с вариантом (табл.6.1).

 

 

Таблица 6.1

Варианты заданий

 

№ варианта	Значение

6.8. Методика определения твердости

Под твердостью понимают способность металла оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела определенной формы и размеров.

Обозначение твердости и ее размерность для одного и того же металла могут быть различными и зависят примененного метода измерения.

В заводской практике наибольшее распространение получили методы измерения твердости по методу Бринеля, Роквела, по алмазной пирамиде и методу ударного отскока. Реже применяют способ определения твердости по Виккерсу (рис. 6.3). Между показателями твердости и пределом прочности (временным сопротивлением при разрыве) существуют более или менее определенные соотношения. Так, приближенно отношения δ_Вк НВ составляют:

 

Для сталей............................................................. 0,32-0,35

Стального литья...................................................... 0,3-0,4

Меди …………………………………………………0,34-0,4

Латуни………………………………………………..0,4-0,5

Алюминия……………………………………………0,35-0,4

Дюралюминия………………………………………..0,36-0,37

 

 

6.3. Способ определения твердости по Виккерсу

 

По этому способу твердость определяется вдавливании четырехгранной алмазной пирамиды 1 с углом при вершине 136°. Отпечаток 2 имеет форму квадрата. О величине твердости cудят по длине диагонали этого отпечатка (имеются специальные переводные таблице).

Прибор для испытания твердости по этому методу позволяет регулировать величину нагрузки в зависимости от свойства и и толщины испытываемого металла. Этот метод применяется для испытания твердых металлов, деталей весьма малых сечений и тонких наружных слоев – азотированных, цементированных и пр.

Способ Роквелла (рис. 6.4)

 

 

Рис. 6.4. Способ определения твердости по Роквеллу

 

В этом случае измеряется не поверхность а глубина отпечатка, полученного при вдавливании поверхность испытываемого материала стального закаленного шарика диаметром 1,6 мм; или алмазного конуса с углом при вершине 120°. Число твердости представляет величину, обратную глубине вдавливания.

Перед испытанием на изделии 3абразивной шкуркой зачитается площадка, затем изделие останавливается на предметный столик 4.и с помощью маховичка подводится к оправке 2с шариком или алмазным конусом. Поворотом рукоятки сообщается давление.

Число твердости по Роквеллу отсчитывается по стрелочному индикатору 1 который имеет три шкалы: А - для определения твердости весьма твердых металлов с помощью алмазного конуса (обозначается HRA); В - для определения твердости мягких металлов с помощью шарика (обозначается HRB); С- дляопределения твердости закаленных сталей и других твердых металлов с помощью алмазного конуса(обозначается HRC )

Способ определения твердости по Шору

Рис. 6.5. Способ определения твердости по Шору

 

На поверхность испытываемого изделия 1с некоторой высоты падает стальной блок 3с вделанным в него алмазным наконечником. Боек ударяется об изделие и отскакивает от него. О величине твердости судят по высоте отскакивании бойка. Чем выше поднимается боек, тем больше твердость испытываемого материала.

Для отсчета высоты отскакивания боек помещен в стеклянную трубку 2 на наружной поверхности, которой нанесены деления.

Приведенный метод испытания применяется в тех случаях, когда требуется определить твердость закаленного металла без какого-либо следа от замера. Он применяется также для определения твердости закаленных деталей крупных размеров. Перевод значений твердости разными методами представлен в табл. 6.1.

Таблица 6.1.

Перевод значений твердости

 

Способ определения твердости
по Бринелю	по Роквелу	по Викерсу	по Шору	по Бринелю	по Роквелу	по Викерсу	по Шору
диаметр отпечатка, в мм	НВ при шарике диаметром 10 мм и нагрузке 3000 кГ	шкалы	диаметр отпечатка, в мм	НВ при шарике диаметром 10 мм и нагрузке 3000 кГ	шкалы
С	А	В	С	А	В
2,20				-			4,00
2,25				-			4,05
2,30				-			4,10
2,35				-			4,15		-
2,40				-			4,20		-
2,45				-			4,25		-
2,50				-			4,30		-
2,55				-			4,35		-
2,60				-			4,40		-
2,65				-			4,45		-
2,70				-			4,50		-
2,75				-			4,55		-
2,80				-			4,60		-	-
2,85				-			4,65		-	-
2,90				-			4,70		-	-
2,95				-			4,75		-	-
3,0				-			4,80		-	-
3,05				-			4,85		-	-
3,10				-			4,90		-	-
3,15				-			5,0		-	-
3,20				-			5,05		-	-
3,25				-			5,10		-	-
3,30				-			5,15		-	-
3,35				-			5,20		-	-
3,40				-			5,25		-	-
3,45				-			5,30		-	-
3,50				-			5,35		-	-
3,55				-			5,40		-	-
3,60				-			5,45		-	-
3,65				-			5,50		-	-
3,70				-			5,55		-	-
3,75				-			5,60		-	-
3,80				-			5,65		-	-
3,85				-			5,70		-	-
3,90				-			5,75		-	-
3,95				-			5,80		-	-

После снятия нагрузки на поверхности изделия остается отпечаток от внедрения стального шарика. Чем тверже металл испытываемой детали, тем больше его сопротивление внедрению шарика и тем меньше диаметр отпечатка. Диаметры отпечатков измеряются с помощью пятикратной лупы со шкалой, имеющей деления через каждые 0,05 мм.

Число твердости, обозначаемое НВ, получается делением нагрузки Р(в кГ, или Н) на величину поверхности отпечатка F мм.

,кГ/мм² или Н/мм² .

Содержание отчета

 

1. Расчет процесса обкатки деталей.

2. Общие характеристики методов определения твердости и их оценка: достоинства и недостатки.

3. Выводы и заключение о целесообразности и преимуществах поверхностно-пластической деформации.

 

Лабораторная работа № 7

УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ДРОБЕСТРУЙНЫМ СПОСОБОМ

Цель работы: Изучить оборудование, режимы и методику упрочнения деталей методом дробеструйного наклепа.