9.4. Чеканка
Сущность метода упрочнения чеканкой заключается в том, что с помощью специального приспособления (электромеханического, механического или пневматического типа) наносят удар по упрочняемой поверхности.
В результате удара инструмента (ударника с бойками) изменяется качество поверхности и в поверхностном слое создают остаточные напряжения сжатия. Шероховатость поверхности обычно находится в пределах Ra = 10…40 мкм. Глубина наклёпа при чеканке достигает 35 мм. Твёрдость поверхности, обработанной чеканкой, на 30…50% выше твёрдости исходной заготовки.
Для достижения меньшей шероховатости поверхности после чеканки следует предусмотреть механическую обработку на глубину до 0,5 мм. Частота колебаний инструмента и частота вращения детали (перемещения пластин) должны быть согласованы так, чтобы наклёпанные участки перекрывали друг друга. При ультразвуковой чеканке боёк прижимают к детали силой 100…200 Н, он колеблется с частотой 20…25 кГц и с амплитудой 10…20 мкм.
9.4.1. Чеканочные устройства
Чеканочный молоток с вибрирующим роликом пневматического действия, показанный на рис. 9.6, изготавливают на базе стандартных пневматических молотков и закрепляют в резцедержателе токарного станка.
Рис. 9.6. Пневматический чеканочный молоток с вибрирующим роликом: 1 – стакан; 2 – тарированная пружина; 3 – гайка; 4 – пневматический молоток;
5 – ролик; 6 – ось ролика; 7 – вилка (хвостовик вилки устанавливается в молоток вместо обычного рабочего инструмента)
Чеканку выполняют нанесением частых и сильных ударов по упрочняемой поверхности роликом или бойком, приводимым в действие сжатым воздухом. Работают при давлении сжатого воздуха 50…55 МПа. Частота ударов составляет 1000…1300 в минуту; энергия удара – 30…45 Н·м.
Одношпиндельное ударное приспособление, представленное на рис. 9.7, может быть установлено на столе горизонтально-фрезерного или на суппорте токарного станка. Приспособление выполнено в виде ударного механизма кулачкового типа с приводом от электродвигателя через кинематическую передачу. Частота ударов бойка сферического типа 700…1500 в минуту (регулируемая). Энергия удара составляет 5…75 Н·м, глубина упрочнённого слоя – 3…14 мм.
Рис. 9.7. Чеканочное пружинно-кулачковое приспособление: 1 – двигатель; 2 – клиноремённая передача; 3 – корпус (рама); 4 – пружина; 5 – профильный плоский кулачок; 6 – боёк, перемещающийся в направляющих
Чеканочное приспособление с вибрирующим роликом механического действия предназначено для упрочнения галтелей крупных валов. Приспособление состоит из зубчатого сектора и подвижной каретки с кулачковым механизмом для создания движения шпинделя бойка. Возвратное движение шпинделя осуществляется за счёт пружины. При вращении кулачка электродвигателя боёк шпинделя наносит частые удары по вибрирующему сменному ролику, которые передаются на упрочняемую деталь. Одновременно ролик, прижатый к детали рычагом с помощью тарированной пружины, обкатывает обрабатываемую поверхность. Передвижная каретка может быть установлена под углом к оси обрабатываемого вала.