9.4.2. Многобойковое чеканное устройство

Устройство состоит из пневматического молотка и многобойкового наконечника в виде пучка проволоки. Существует несколько типоразмеров пучковых упрочнителей, отличающихся энергией удара (от 6 Н·м до 16 Н·м), размерами и формой пучка проволоки (игл). Упрочнители работают от сети сжатого воздуха при давлении 0,4…0,5 МПа.

На рис. 9.8 показана схема многобойкового упрочнителя конструкции ЦНИИТМАШ.

Рис. 9.8. Многобойковый упрочнитель

На пневматический молоток 9 посажен корпус 2 с окончанием в виде сопла. Корпус, имеющий продольный пружинящий разрез, закрепляется на молотке с помощью болта 8 и гайки 7. Внутри корпуса расположена стальная втулка 5, в которой помещена коническая разрезная бронзовая втулка 4. Пучок упрочняющих игл 1 размещается внутри втулки 4. Со стороны соприкосновения игл с бойком концы игл расклёпываются, что предотвращает их выпадение во время работы. Иглы проходят через сопло корпуса 2, собираются в один пучок. Боёк 6 под действием сжатого воздуха сообщает иглам поступательное движение, а спиральная пружина 3 возвращает их в первоначальное положение. Таким образом, ударник в виде пучка проволок наносит сильные и частые удары по обрабатываемой поверхности и производит упрочняющий наклёп, например, сварного шва и околошовной зоны.

Для изготовления игл используют пружинную проволоку из стали 65Г диаметром 1,2…3,0 мм с закалкой на твёрдость HRC 45…50. Пучковые упрочнители позволяют получить глубину наклёпанного слоя для сталей средней твёрдости около 2…2,5 мм.

Производительность при работе одним пучком упрочнителем при ширине зоны наклёпа 18…20 мм составляет 6…8 м/ч.большим преимуществом является возможность обработки сварных швов с неровностями (впадины на неровной поверхности также хорошо проклёпываются, как и выступы). Это достигается благодаря значительной длине составляющих пучок проволок и возможности разной степени их продольного изгиба.

9.5. Дробеструйный наклёп

В основе процесса дробеструйного наклёпа лежит пластическое деформирование поверхностного слоя детали под действием кинетической энергии потока дроби.

Дробеструйная обработка выполняется на пневматических или механических дробемётах. В первом случае дробь движется под действием сжатого воздуха. Во втором случае дробь движется центробежной силой, развивающейся в быстровращающемся роторе. Наибольшее распространение получили дробемёты механического типа.

С увеличением твёрдости материала детали глубина наклёпа уменьшается, а с увеличением скорости, диаметра дроби и угла атаки (угол наклона струи к обрабатываемой поверхности) – увеличивается. Глубина наклёпа и остаточные напряжения в первую очередь зависят от физических и механических свойств материала детали.

Дробеструйной обработкой можно получить глубину наклёпа до 1,5 мм (обычно 0,5…0,7 мм), твёрдость, например, нормализованной стали 20 увеличивается на 40%, а стали 45 – на 20%. В наклёпанном слое возникают остаточные напряжения до 600…700 Н/мм².

Упрочнение дробеструйным наклёпом позволяет увеличить срок службы сварных швов на 310%, коленчатых валов двигателей – на 900%, спиральных пружин – на 1370%, рессор – на 1200%, крупномодульных зубчатых колёс – на 1400%. Эффективность упрочнения дробью возрастает с ростом концентрации напряжений и применением закалки.

Остаточные напряжения сжатия, возникающие при наклёпе, существенно повышают коррозионно-усталостную прочность стали и позволяют приблизить её до уровня усталостной прочности на воздухе.

Шероховатость поверхности при наклёпе дробью несколько повышается, поэтому для получения чистой поверхности необходимо её подвергать финишным операциям.