
- •1. Сущность поверхностного пластического деформирования
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Процессы, протекающие в поверхностном слое при ппд
- •1.2.1. Обработка ппд пластичных материалов
- •1.2.2. Обработка ппд малопластичных материалов
- •2. Влияние ппд на эксплуатационные свойства деталей
- •2.1. Сопротивление усталости
- •2.2. Сопротивление коррозионной усталости
- •2.3. Износостойкость
- •3.Накатывание наружных поверхностей вращения
- •3.1.Схема процесса, инструмент, оборудование
- •3.2. Влияние условий накатывания на шероховатость поверхности а. Конфигурация рабочего тела
- •Б. Сила накатывания
- •В. Продольная подача
- •Г. Число рабочих ходов инструмента
- •Д. Скорость накатывания
- •Е. Материал обрабатываемой заготовки.
- •И. Исходная шероховатость поверхности
- •3.3. Влияние накатывания на погрешности заготовки а. Припуск под накатывание
- •Б. Погрешности размеров и геометрической формы заготовки
- •3.4.Влияние условий накатывания на структурные изменения, глубину и степень наклепа
- •Б. Глубина и степень наклепа
- •3.5. Влияние условий накатывания на остаточные напряжения
- •3.6. Выбор режимов накатывания
- •4. Раскатывание отверстий
- •4.1. Схема процесса, инструмент, оборудование
- •4.2. Выбор параметров раскатывания
- •5. Выглаживание
- •5.1. Схема процесса, инструмент, оборудование
- •5.2. Выбор параметров выглаживания
- •6. Вибронакатывание и вибровыглаживание
- •6.1. Схема процесса, инструмент, оборудование
- •6.2. Выбор параметров обработки
- •Фотографии вибронакатанных поверхностей:
- •7. Дорнование
- •7.1. Схема процесса, инструмент, оборудование
- •1 Заготовка; 2 однозубый дорн; 3 опора; 4 обойма.
- •7.2. Выбор параметров дорнования
- •8. Обработка дробью
- •8.1. Рабочие тела, оборудование
- •8.2. Выбор режимов обработки дробью
- •9. Центробежная обработка
- •9.1. Сущность процесса, инструмент, оборудование
- •9.2 Выбор параметров обработки
- •10. Упрочняющая чеканка
- •10.1. Чеканка сферическим бойком
- •10.2. Чеканка вибрирующим роликом
- •10.3.Чеканка пучком игл
- •10.4.Ультрaзвуковая обработка
- •11. Повышение надежности прямых и коленчатых валов
- •11.1. Причины поломок валов в эксплуатации
- •11.2. Влияние ремонта и восстановления кв на их сопротивление усталости
- •11.3. Конструкторские способы повышения сопротивления усталости валов
- •11.4. Технологические способы повышения сопротивления усталости валов
- •11.4.1. Закалка галтелей твч
- •11.4.2. Химико-термическая обработка шеек валов
- •11.4.3. Обработка галтелей валов поверхностным пластическим деформированием
- •А. Дробеструйная обработка
- •Б. Накатывание роликами (шариками)
- •Г. Чеканка галтелей валов
- •11.4.4. Комбинированные способы
- •11.4.5. Резюме
- •11.5. Коробление коленчатых валов при упрочнении их галтелей ппд
- •11.5.1. Влияние способов ппд на величину коробления кв
- •А. Дробеструйная обработка
- •Б. Накатывание роликами
- •11.5.2. Фрагменты теории коробления кв при упрочнении галтелей ппд
- •11.5.3. Методика расчета величины коробления коленчатых валов при упрочнении их галтелей ппд
- •11.5.4. Пути уменьшения величины коробления коленчатых валов при упрочнении галтелей ппд
- •12. Правка деталей машин поверхностным пластическим деформированием
- •12.1 Правка прямых и коленчатых валов
- •12.1.1. Нарушение правильной геометрической формы коленчатых валов в эксплуатации, при ремонте и восстановлении
- •12.1.2. Требования к геометрической форме прямых валов
- •12.1.3. Холодная правка валов на прессах
- •12.1.4. Возможности использования ппд для правки деталей
- •12.1.5. Способы правки валов с помощью ппд а. Способ правки кв путем рассредоточенной чеканки поверхностей щек
- •Б. Правка прямых валов шариковыми центробежными упрочнителями
- •В. Правка прямых валов роликом, катящимся вдоль образующей вала
- •Г. Правка прямых валов по патенту сша
- •Д. Правка прямых валов фасонным роликом
- •Е. Способ правки кв путем чеканки локальных участков щек
- •Ж. Способ правки кв путем секториальной чеканки галтелей
- •12.1.6. Фрагменты теории правки валов с помощью чеканки
- •12.2. Правка ппд других деталей
- •12.2.1. Правка рессор
- •12.2.2. Правка листов
- •12.2.3. Правка деталей типа “кольцо”
- •12.2.4. Обработка торцев фланцев
- •13. Технико-экономическая эффективность применения ппд
11.4.5. Резюме
На основании вышеприведенных сведений можно составить сводную таблицу 11.3 средних значений прироста предела выносливости по каждому способу обработки.
Таблица 11.3. Эффективность технологических способов повышения сопротивления усталости КВ.
-
1N
Способ упрочнения галтелей коленчатых валов
Прирост предела выносливости, %
1
Закалка ТВЧ
30–50
2
Азотирование
25–70
3
Обработка способами ППД:
3.1
Дробью
20–30
3.2
накатыванием роликами
30–90
3.3
накатыванием
вибрирующими роликами
77–130
3.4
Чеканкой
45–120
4
Комбинированные способы:
4.1
накатывание роликами
хромирование
66
4.2
накатывание роликами
азотирование накатывание
120
Легко заметить, что с точки зрения повышения сопротивления усталости коленчатых валов наименее эффективной является обработка дробью, далее по возрастающей эффективности следует закалка галтелей ТВЧ, азотирование, накатывание роликами, обработка чеканкой и вибрирующими роликами. Комбинированные способы занимают особое положение, их оценку следует давать исходя из целей упрочнения.
Таким образом, наиболее эффективными способами являются накатывание простыми и вибрирующими роликами и чеканка. Для их осуществления требуются простые по конструкции приспособления и оборудование, трудоемкость и себестоимость операций сравнительно невелики. Однако несмотря на очевидный эффект повышения сопротивления усталости коленчатых валов эти способы до сих пор применяются лишь на немногих заводах.
Чем же объяснить создавшуюся ситуацию? Оказывается при обработке галтелей способами поверхностного пластического деформирования, как правило, в недопустимых пределах нарушается правильная геометрическая форма коленчатых валов. Рассмотрим этот вопрос подробнее.
11.5. Коробление коленчатых валов при упрочнении их галтелей ппд
Далее под упрочнением будем понимать обработку галтелей любым способом поверхностного пластического деформирования.
Как показывают нижеприведенные данные различных авторов, упрочнение галтелей коленчатых валов ППД сопровождается короблением валов. Далее под короблением будем понимать процесс нарушения исходной геометрической формы КВ при упрочнении галтелей ППД. Коробление выражается в увеличении биения средних коренных шеек (КШ) относительно крайних (опорных) КШ. Биение КШ измеряется индикаторными приборами.
Коробление характеризуется величиной коробления и его направлением. Величина коробления – абсолютная величина разности между биениями данной КШ до и после упрочнения галтелей вала. Вектор коробления показывает графически величину и направление коробления КВ.
По мнению специалистов, основной причиной коробления является возникновение в поверхностных слоях упрочненной галтели остаточных напряжений сжатия. Некоторое значение имеет также неточная установка вала при упрочнении, его неравномерное вращение, провисание под действием силы тяжести и т.п.
Величина коробления КВ зависит прежде всего от их конфигурации и размеров, выбранного способа и режима упрочнения. Немаловажную роль играет также базирование вала при измерении биений его шеек, расположение измеряемой шейки относительно базовых и т.д.