§ 23. Методы обработки заготовок

Получение заданных форм, размеров и качества поверхностей де­талей машин достигается соответствующей обработкой заготовок. Доминирующее значение имеет обработка резанием; применяется также обработка пластическим деформированием, термическая и хими­ко-термическая обработка. В специальных отраслях машиностроения (турбостроение), а также в инструментальном производстве находят применение электрофизическая и электрохимическая обработки. В рб-шем машиностроении они применяются редко. Кроме станочной ис­пользуется и слесарная обработка; в единичном и мелкосерийном про­изводствах ее широко применяют для пригонки сопрягаемых деталей машин.

Обработка металлическими инструментами. Обработку заготовок производят различными инструментами. При обработке рез­цами различают обдирочную, черновую, получистовую и чистовую обработки. В зависимости от точности заготовки и готовой детали не­редко ограничиваются однократной обработкой. Для получения точ­ных размеров и высокого класса чистоты поверхности применяют тон­кую обработку.

Обдирка применяется главным образом для заготовок, полученных свободной ковкой, а иногда и для крупных отливок 3-го класса точ­ности. Обдиркой уменьшают пространственные отклонения и погреш­ности формы черновой заготовки. При обдирке могут быть выдержаны размеры: для поковок — по 10—11-му и для отливок — по 9—10-му классам точности по ГОСТ 2689—54.

Черновую обработку применяют для заготовок подвергавшихся обдирке, для крупных штампованных поковок третьей и второй трупа точности и для крупных отливок 2-го класса точности; в первом случае черновая обработка обеспечивает 7—9-й классы точности, по ОСТ 1010, во втором случае 7—5-й классы по ОСТ 1010 и 1015. Достигаемая при черновой обработке шероховатость поверхности в пределах 1—3-го класса.

Получистовую обработку применяют, когда при черновой обработ­ ке не может быть удален весь припуск, или когда предъявляют повы­ шенные требования к точности геометрических форм обрабатываемой заготовки и пространственным отклонением ее элементов. При полу- чистовой обработке размеры заготовки выдерживаются с допусками по 5 и 4-му классам точности, а шероховатость поверхности в пределах 2—4-го классов.

Чистовую обработку применяют либо как окончательную, либо как промежуточную под последующую отделку. Чистовая обработка в зависимости от процесса предшествующей обработки обеспечивает 4-й и 3-й классы точности и 4—6-й классы чистоты. Однократную чисто­вую обработку применяют для заготовок, полученных методами, обес­печивающими высокую точность их выполнения (штамповка по первой группе точности, литье в кокиль, литье по выплавляемой модели и т. п.). Она выполняется по черной поверхности, но с режимами, близкими к чистовой обработке. В зависимости от точности выполнения заготовки однократная обработка обеспечивает 4-7-й классы точности и 3-5-й классы шероховатости.

Тонкую обработку резцами применяют как метод окончательной отделки, заменяющий шлифование, и осущствляют при высоких скоростях резания, малых глубинах резания (0,05-0,5 мм) и малых подачах (0,05-0,15 мм/об). Тонкое точение обеспечивает 4- 3-й классы точности и 7-8-й классы чистоты. Тонкая обработка широкими резцами обеспечивает 2-й и 3-й класс точности и 6-8-й классы чистоты, а при индивидуальном получении размеров — 2-й класс точности и 7—9-й классы чистоты.

Алмазные резцы применяют на операциях тонкого точения загото­вок из цветных металлов и сплавов. Обработка алмазными резцами обеспечивает точность до 1-го класса и шероховатость поверхности до 11—12-го классов. Алмазные резцы имеют высокую стойкость, пре­вышающую в десятки раз стойкость твердосплавных инструментов; они могут работать длительное время без поднастройки и регулировок, что особенно важно в автоматизированном производстве.

При обработке фрезами различают черновое, получисто­вое и чистовое фрезерование, а при обработке торцовыми фрезами также и тонкое фрезерование.

Черновое фрезерование применяют как метод предварительной обработки отливок и поковок, припуск на предварительную обработку которых превышает 3 мм. Черновое фрезерование плоскостей обеспе­чивает 2-3-й классы чистоты и отклонение от прямолинейности 0,15-0,3 мм на 1 м длины.

Получистовое фрезерование применяют для уменьшения погреш­ностей геометрических форм и пространственных отклонений. Оно обеспечивает 3-4-й классы чистоты и отклонение от плоскостности 0,1-0,2 мм на 1 м длины.

Чистовое фрезерование применяют либо как метод окончательной обработки после чернового и получистового фрезерования, либо как метод промежуточной обработки после чернового фрезерования перед последующей отделочной обработкой. Чистовое фрезерование обеспе­чивает 4-6-й классы чистоты и отклонение от плоскостности 0,04-0,08 мм на 1 м длины.

Тонкое фрезерование применяют как метод окончательной обработ­ки плоскостей торцовыми фрезами. Припуск под тонкое фрезерование берут в пределах 0,24-0,5 мм. Тонкое фрезерование обеспечивает 6-8-й классы чистоты поверхности и отклонение от плоскостности 0,02-0,04 мм на 1 м длины.

Однократное фрезерование применяют в тех случаях, когда по­грешности черной заготовки обусловливают незначительный припуск на обработку (менее 2 мм). Однократное фрезерование обеспечивает 4-5-й классы чистоты и отклонение от плоскостности 0,06-0,1 мм на 1 м длины.

Применяя скоростные режимы при фрезеровании , получают при черновом 3-5-й, при получистовом 4-6-й и при чистовом фрезерова­нии 5-7-й классы шероховатости поверхности.

Сверлением спиральными сверлами получают отверстия в сплошном металле диаметром до 80 мм. Обработка грубых отверстий (например, для постановки крепежных болтов) ограничивается часто одним сверлением. При сверлении отверстий диаметром более 30 мм целесообразно сначала сверлить отверстие малого диаметра (одна треть заданного), а затем производить его рассверливание.

Зенкерование применяют как черновое (обработка литых или прошитых отверстий в черновых заготовках) и чистовое (обработка просверленных или предварительно расточенных отверстий). Зенке­руют отверстия диаметром до 100—120 мм. Зенкерование повышает точность формы исходного отверстия, выправляет увод и смещение его оси, что достигается направлением инструмента кондукторной втулкой. Зенкерование производят на сверлильных и агрегатно-рас-точных станках, а также на станках токарной группы. При зенкеровании литых и прошитых отверстий в черных заготовках получают 5-й класс точности и 3-й класс чистоты. При зенкеровании отверстий после сверления (или после чернового зенкерования) получают 4-й класс точности и 4-й класс чистоты поверхности. Однократное скоро­стное с охлаждением Зенкерование литых отверстий в заготовках из серого чугуна обеспечивает 4-й класс точности и 4-5-й классы чистоты поверхности.

Развертывание отверстий применяют как метод оконча­тельной обработки, либо как метод, предшествующий .хонингованию, тонкому растачиванию, притирке. Развертывание не исправляет увода и смещения оси отверстия и применяется для получения точного диаметрального размера. В зависимости от предъявляемых к отверстию требований применяют предварительное, чистовое и тонкое разверты­вание. Предварительное развертывание обеспечивает 3—За классы точности и 6-й класс чистоты (диаметр развертки выполняют по 2 классу точности); чистовое развертывание дает 2 класс точности и 7-й класс чистоты (диаметр развертки выполняют по 2 классу точ­ности); тонкое развертывание — 1—2-й классы точности и 8-й класс, чистоты (допуски на диаметр развертки принимают равными 0,6 от до­пусков 1-го класса точности). Для окончательной обработки отвер­стий по 1—2-му классам точности применяют также развертывание-плавающими пластинами. Развертывают отверстия диаметром до 100—120 мм, а в некоторых случаях и выше. Развертыванию пред­шествует сверление, чистовое Зенкерование и чистовое растачивание.

Протягивание применяют для обработки сквозных отвер­стий и пазов любого сечения, плоских и криволинейных поверхностей и наружных поверхностей вращения. Применение протягивания позво­ляет упростить обработку, так как во многих случаях одна протяжка заменяет комплект инструментов (например, зенкер или расточный резец и развертку; черновую и чистовую фрезы и т. п.). Протягивание отверстий производят после сверления, а протягивание пазов и наруж­ных поверхностей по черной поверхности.

Протягиванием обеспечивается 2— 3 классы точности и 5—7-й классы чистоты. Прошивание отверстий применяют как метод оконча­тельной обработки отверстий любой формы небольшой длины, обеспе­чивающий 2-й класс точности и выше и 7—8-й классы чистоты.

Обработка абразивными инструментами. Обработку абразивными инструментами производят различными методами. Шлифование применяют как метод окончательной обработки. Обдирочное шлифова­ние, как метод однократной обработки, применяют при шлифовании плоских базовых поверхностей для обеспечения необходимой плоскост­ности, обычно без выдерживания размера. При обдирочном шлифовании применяют сегментные круги зернистостью 80—125, реже 50—80; достигаемая шероховатость поверхности 5—6-й классы. Предвари­тельное шлифование плоских поверхностей после обработки лезвий­ным инструментом производят периферией или торцом чашечного круга. В первом случае применяют круги зернистостью 40—50, во втором 50—80 (для стали и чугуна). Для чистового шлифования при­меняют круги зернистостью 12—40 и для тонкого шлифования 6—10.

Плоское шлифование периферией круга дает: при предваритель­ном шлифовании 5—6-й , при чистовом 7—8-й и при тонком 8—9-й классы чистоты поверхности. Скоростное плоское шлифование пери­ферией круга повышает чистоту поверхности на один класс. При пло­ском шлифовании торцом чашечного круга получают: при предвари­тельном шлифовании 5—7-й и при чистовом 7—8-й классы шерохо­ватости поверхности.

При обработке внешних поверхностей вращения применяют пред­варительное, чистовое и тонкое шлифование. Предварительное шли­фование обеспечивает За—3-й классы точности и 5—7-й классы чис­тоты, чистовое — 2а-2-й классы точности и 7-8-й классы чистоты, тонкое шлифование — 2 и 1-й классы точности и 8-10-й классы ше­роховатости поверхности.

Однократное шлифование внешних поверхностей вращения при­меняется для заготовок, не подвергающихся термической обработке после точения для достижения 3-го и 2а классов точности и 6—8-го класса шереховатости поверхности.

При обработке отверстий применяют предварительное и чистовое или однократное шлифование. Предварительное шлифование дает 3а—3-й классы точности и 5—7-й классы чистоты. Чистовое и одно­кратное шлифование обеспечивают 3—2-й классы точности и 7—8-й классы шероховатости.

Тонкое шлифование при обработке отверстий не применяют и, если требуется более высокая точность и класс чистоты, то вместо шли­фования кругами применяют другие методы обработки отверстий лез­вийными или абразивными инструментами; в частности, применяют тонкое растачивание, тонкое развертывание, хонингование, притирку.

Обработка алмазными к р у г а м и. По конструкции алмазные круги состоят из корпуса и алмазоносного кольца, в состав которого входит алмаз и связка (металлическая или органическая). Алмазные круги изготовляются 25-, 50- и 100%-ной концентрации. Концентрация круга определяется содержанием алмаза в миллиграммах в 1 мм³ алмазоносного кольца. За 100% концентрации принято содержание в 1 мм³ 0,879 мг алмаза или 0,00439 карата.

Выбор зернистости определяется требованиями, предъявляемыми к чистоте обрабатываемой поверхности. Шлифование кругами с более крупным размером зерна (например, А50 по сравнению с АМ10) умень­шает его удельный расход, а производительность увеличивается.

Круги на металлических связках рекомендуются для предвари­тельного шлифования твердосплавных заготовок, шлифования стек­ла и керамики, а круги на органических связках — для доводки дета­лей из высокопрочных и хрупких материалов. Шлифование ведут с непрерывной подачей охлаждающей жидкости в количестве 1— 2 л/мин. В последнее время находят применение шлифовальные круги из кубического нитрида бора, обеспечивающие высокие стойкость, производительность и класс шероховатости поверхности.

Хонингование осуществляют специальной головкой с ук­репленными в ней брусками. Головка совершает одновременно враща­тельное и возвратно-поступательное движения; в результате этого на обрабатываемой поверхности создается мелкая сетка пересекающихся рисок от абразивных зерен, хорошо удерживающих смазку. Хонин-гованием удаляют слой в пределах 0,01—0,20 мм в зависимости от диаметра отверстия обрабатываемого материала и предшествующей обработки. Хонингуют отверстия диаметром до 400 мм и выше (ци­линдры компрессоров и других машин). Хонингованием устраняется конусность и эллиптичность отверстия.

Во избежание уменьшения диаметров у концов отверстия бруски должны выходить на некоторую длину из отверстия. Хонингование выполняют в один-два , а иногда и в три перехода, характеризуемые различной зернистостью брусков: для предварительного хонингования применяют зернистость 4—8, для чистового 3. Смазывающе-охлаждающей жидкостью служит керосин или смесь керосина с 10—20% машинного масла. Хонингование обеспечивает точность обработки в пределах 5—20 мкм и 8—10-го классов шероховатости. Его при­меняют как метод обработки точных отверстий с высоким классом шероховатости. Предварительная обработка: развертывание, тонкое растачивание, шлифование.

Суперфиниш осуществляют специальной головкой с абразив­ными мелкозернистыми брусками и применяют для окончательной от­делки наружных и внутренних поверхностей вращения и плоскостей. В процессе работы абразивные бруски прижимаются к обрабатывае­мой поверхности с небольшой силой.

Суперфинишем повышают лишь чистоту поверхности до 9—12-го класса, не исправляя погрешностей предшествующей обработки (топ­кое точение, шлифование, хонингование). Процесс протекает с подачей смазывающе-охлаждающей жидкости, состоящей из керосина и 10— 15% веретенного масла, благодаря чему бруски касаются лишь вы­ступающих микронеровностей в местах разрыва масляного слоя; через 0,5— 1 мин процесс прекращается автоматически в связи с тем, что при достижении определенного класса чистоты опорная поверх­ность увеличивается и разрыв масляной пленки прекращается.

.Притиркой достигается высокая точность обработки (до 0,1 мк) и 10—14-й классы чистоты. Инструмент — притир, изготов­ляют из более мягкого материала, чем обрабатываемая заготовка. Его поверхность шаржируется абразивными порошками или пас­тами.

Притирке подвергают наружные и внутренние цилиндрические по­верхности, плоскости и другие поверхности. Ее выполняют на уни­версальных и специальных станках.

Предварительной притиркой снимают припуск, необходимый для исправления погрешностей геометрической формы шлифованной по­верхности, окончательной притиркой повышают класс шероховатости поверхности.

Полирование производят мягким полировальным кругом (из войлока, фетра, бязи) с нанесенной на него полировальной пас­той. Полированием получают 10—12-й классы чистоты поверхности, а при тонком полировании и более высокие классы. Обработка поверх­ностей с применением притирочных и полировальных паст основана на: одновременном механическом воздействии инструмента (притира или полировального мягкого круга) и химическом воздействии по­верхностно-активных веществ, содержащихся в пастах. В отличие от притирки полирование не повышает точность обработки.

Ш л и ф ование абразивными лентами применяют для металлических и неметаллических деталей. Этот метод благодаря возможности перегибания ленты используют для отделки криволиней­ных поверхностей фасонных деталей типа турбинных лопаток, шеек коленчатых валов с примыкающими галтелями, а также для прутков и труб.

Рабочая поверхность ленты значительно превышает рабочую по­верхность круга, благодаря чему происходит большее рассеяние тепла, возникающего в процессе шлифования. Метод применяют после чис­товой обработки. Он обеспечивает повышение точности и чистоты по­верхности до 11-го класса. Удельный съем металла составляет 1,2— 1,6 г на 1 мм ширины ленты в минуту. Основное влияние на производи­тельность процесса оказывает сила, с которой прижимается лента, и ее скорость.

Электрофизическая и электрохимическая обработка. Электро­механическую обработку осуществляют в условиях местного нагрева снимаемого слоя металла при подводе в зону реза­ния электрического тока большой силы (300—1000 а) и малого напря­жения (1—5 в). Нагревом охватывается зона перед режущей кромкой резца, что снижает силы резания и благоприятно сказывается на уменьшении шероховатости обработанной поверхности. При элект­ромеханическом сглаживании происходит деформи­рование микронеровностей поверхности, нагреваемой электрическим током. Инструментом служит ролик или полировальник скользящего трения. В результате обработки получают шероховатость поверхности до 9-го класса. Сочетание теплового (температура в зоне контакта ин­струмента и заготовки достигает 800—900° С) и силового воздействий изменяет структуру и механические свойства поверхностного слоя, повышая его твердость и износостойкость. Повышение поверхностной твердости распространяется на глубину 0,10—0,15 мм.

Электроэрозионная (электрофизическая) обработка особо прочных и труднообрабатываемых конструк­ционных материалов имеет четыре разновидности: электроискро­вая, электроимпульсная, анодно-механическая и электроконтактная обработка.

Электроискровая обработка основана на воздействии кратковременных искровых разрядов (длительность менее одной стотысячной доли секунды) на обрабатываемый материал. Для получения искровых разрядов используют электрический генератор импульсов ограниченной мощности. Обрабатываемая заготовка (+) и электрод-инструмент (—), связанный со следящей системой, погру­жают в диэлектрическую жидкость. Частицы расплавленного и испа­ряемого металла, попадая в жидкость, быстро отвердевают в виде микроскопических шариков.

| Метод малопроизводителен (наибольший съем металла 0,6 см^я/мин), так как продолжительность паузы между разрядами в 8-10 раз пре­вышает продолжительность самого разряда. Высокая температура при разрядах (достигает 10 000° С) вызывает износ электродов-инст­рументов. Метод применяется для прошивки отверстий диаметром до 2 мм, прорезки узких пазов, и вырезки по контуру, обеспечивая шероховатость поверхности до 9-го класса чистоты и точность обра­ботки 2—1-го классов.

, Электроимпульсная обработка также состоит в последовательном возбуждении разрядов между поверхностями ин­струмента и заготовки с помощью импульсов напряжения, вырабаты­ваемых специальным генератором, дающим более продолжительный и мощный дуговой разряд. Снижение температуры при разрядах (до 4000-5000° С) уменьшает износ инструмента. Увеличение мощности позволяет повысить производительность процесса до 15 см³/мин (по стали).

Этим методом можно обрабатывать сложные фасонные поверхности с точностью до 0,03—0,05 мм и отверстия с точностью 0,01—0,02 мм. Качество поверхности зависит от режимов работы. При грубом режиме высота неровностей составляет 0,3—1,5 мм, а поверхностный слой с из­мененными свойствами имеет глубину 0,2—0,4 мм; при чистовом режиме достигается 3—4-й классы шероховатости поверхности.

При анодно -механической обработке для созда­ния кратковременных разрядов используют быстрое перемещение ин­струмента (—) относительно обрабатываемой заготовки (+). Ин­струментом служит вращающийся металлический диск, металлическая лента или проволока. В зону обработки подается электролит. На по­верхности заготовки образуется токонепроводящая пленка. В местах соприкосновения заготовки с инструментом она удаляется. Образую­щиеся в результате разряда частицы металла из зоны обработки вы­брасываются движущимся инструментом. Кроме эрозионного дейст­вия, можно получить и электрохимическое растворение (полирова­ние) металла, при котором съем металла получается незначительным

при высоком классе чистоты поверхности; электрохимическое полиро­вание происходит при низком напряжении (12-15 В) и плотности тока 30-60 а/дм² без механического воздействия на заготовку. Этот про­цесс, длительность которого составляет 10—20 мин, основан на том, что растворение металла на вершинах неровностей происходит быстрее, чем во впадинах. В результате достигается сглаживание и зеркальный блеск поверхности. С помощью анодно-механического процесса можно резать прокат, прорезать пазы и выполнять подобные операции, обес­печивая шероховатость поверхности до 3-го класса чистоты и точ­ность в пределах 3-4-го классов. При анодно-механическом шлифова­нии получают шероховатость до 7-го класса и точность 2—3-го классов.

При электроконтактной обработке для создания кратковременных разрядов используют быстрое перемещение инстру­мента относительно обрабатываемой заготовки без подачи электролита. Скорость инструмента в .2,5-3 раза больше, чем при анодно-меха­ническом способе. Съем металла при электроконтактной обработке достигает 8 кг/мин. Однако поверхность заготовки получается очень грубой (шероховатость ниже 1-го класса).

Электрохимическая обработка основана на анодном растворении металла с прокачкой электролита между заготовкой и электродом. При обработке применяется постоянный ток напряжением 12—25 в и дешевый электролит (водный раствор соли). Производительность обработки составят 0,3-0,5 мм^а/мин с 1 см² поверхности заготовки.

Электрохимическая обработка обеспечивает точность обработки порядка 0,1 мм при глубине дефектного слоя в пределах 0,005— 0,05 мм и шероховатость обработанной поверхности до 8-го класса.

Прокачкой электролита предупреждается осаждение металла на инструменте-катоде. Поэтому инструмент может работать очень долго, не меняя своей формы и размеров.

Электроабразивная обработка основана на электрохимическом ра­створении твердого материала при одновременном механическом удале­нии продуктов растворения из зоны обработки. Этот метод отличается от анодно-механической обработки тем, что используется только один инструмент — электропроводный абразив с графитовым наполнителем, являющийся одновременно и катодом, и инструментом, удаляю­щим анодную пленку.

Электроабразивная обработка позволяет получить 10-й класс чис­тоты поверхности и 1—2-й классы точности. Производительность об­работки достигает 20-25 мм^а/мин с 1 см^г поверхности.

Для электрофизических и электрохимических методов обработки характерно ведение процесса при простом поступательном движении инструмента с копированием его формы по всей обрабатываемой по­верхности, возможность изменения технологических показателей процесса в широком диапазоне, отсутствие силового воздействия на обрабатываемую заготовку, а также независимость обрабатываемости материала заготовки от его вязкости и твердости. Эти процессы срав­нительно легко автоматизируются.

Ультразвуковая обработка применяется для заготовок из мате­риала повышенной хрупкости (твердые сплавы, стекло, кварц, минералокерамика, ситал, алмаз, германий, кремний и др.). Этим методом получают глухие и сквозные отверстия различного сечения, узкие пазы резьбы, производят обработку поверхностей вращения и выполняют другие операции. Достижимая точность обработки отверстий 1—2-й классы, достижимая чистота поверхности 10-й класс. Производитель­ность метода колеблется в зависимости от свойств обрабатываемого ма­териала и площади инструмента от 10 до 9000 мм^а/мин. При ультра­звуковом шлифовании и хонинговании обеспечиваются уменьшенное давление абразивного инструмента на обрабатываемый материал и меньшее засаливание его. Ультразвуковую обработку производят на станках с диапазоном частот 15—30 кГц при амплитуде колебаний порядка 0,05 мм. Выходная мощность станков 0,2—10 кВт.

Обработка дуговой плазменной струей. Плазменная струя обра­зуется в горелке под действием дугового разряда в узком электрически нейтральном канале между двумя электродами, один из которых вы­полнен в виде сопла. Вдоль столба дуги пропускают газ, который в зоне разряда ионизируется, приобретает свойства плазмы и выходит из горелки в виде ярко светящейся струи, имеющей температуру порядка 15 000° С. Ею можно резать, наносить покрытия и выполнять другую обработку заготовок из разнообразных материалов — проводников, полупроводников и диэлектриков. Кроме разделительной резки, горел­ками можно осуществлять строгание плоскостей, подготовку под сварку кромок листов из нержавеющей стали и других металлов и сплавов.

Термическую и химико-термическую обработку применяют в целях изменения физико-механических и физико-химических свойств метал­лов, определяющих технологические и эксплуатационные характери­стики деталей. Улучшение свойств металла при термической обработке является следствием структурных и фазовых изменений, а также из­менений напряженного состояния металла (отжиг, 'нормализация, закалка и отпуск, улучшение, старение). Химико-термические про­цессы протекают с диффузионным насыщением поверхностных слоев деталей различными элементами; при этом химический состав поверх­ностного слоя изменяется. К химико-термическим процессам относят­ся цементация (науглероживание), азотирование, цианирование, алитирование, хромирование, силицирование, сульфидирование. В результате неравномерности нагрева и охлаждения при термической обра­ботке возникают термические напряжения, а неравномерность струк­турных превращений во времени и по сечению данной заготовки выры­вает структурные напряжения. Все это приводит к деформации (ко­роблению) деталей.

При отпуске закаленных деталей остаточные напряжения умень­шаются. Чем выше температура отпуска, тем в большей степени умень­шаются остаточные напряжения.

Искривления простых по конфигурации деталей (валы, планки, плиты) устраняют после термической обработки правкой (если она допускается), а искажения размеров шлифованием. Для уменьшения коробления применяют нагрев при закалке и отпуске в специальных приспособлениях и закалку в штампах для плоских деталей или в за­калочных машинах для цилиндрических деталей.

Сложнее устранить деформации в процессе термической обработки деталей сложной конфигурации. Однако и в этих случаях путем спе­циальных мероприятий могут быть достигнуты определенные резуль­таты. Так, детали сложной конфигурации в целях уменьшения дефор­маций при термической обработке предпочтительно изготовлять из легированной стали и закаливать в масле.

Очистку деталей после термической обработки производят травле­нием в растворах кислот с последующей промывкой, электрохимиче­ским травлением, обдувкой на дробеструйных установках для удаления окалины, мойкой в моечных баках или машинах для удаления масла, солей и других загрязнений.

Обработка без снятия стружки. К обработке поверхностей без сня­тия стружки (упрочняющая технология) относят обкатывание поверх­ностей роликами, обработку отверстий шариками и раскатками, нака­тывание резьбы, зубьев и шлицев, дробеструйный наклеп. Обкатыва­ние наружных поверхностей вращения осуществляют стальным за­каленным или твердосплавным роликом, соприкасающимся с обраба­тываемой поверхностью под определенным давлением. При обработке поверхностей небольшого размера рабочим инструментом могут слу­жить шарики. Многороликовая схема обкатывания наиболее удобна для заготовок нежесткой конструкции. Обкатывание является завер­шающей операцией, выполняемой на станках токарного типа. Качество поверхности зависит от давления на ролик. При большом давлении возникают неблагоприятные изменения в поверхностном слое (перенак­леп), влекущие в дальнейшем к отслаиванию (шелушению) металла.

Обкатывание поверхностей производят после чистовой обработки. Оно повышает чистоту поверхности на два-три класса и точность обработки на 10—15%. Твердость поверхностного слоя повышается на 30—50%, несущая поверхность (поверхность контакта) увели­чивается и достигает 90—95%, износостойкость накатанных и рас­катанных поверхностей повышается в 1,5—2 раза. В поверхностном слое создаются сжимающие напряжения и усталостная прочность де­талей возрастает. Обработке подвергаются черные и цветные металлы с твердостью до НВ 400, деформируемые в холодном состоянии.

Для повышения прочностных характеристик деталей целесообраз­но обкатывать радиусным роликом или шариком галтели и переходные канавки.

Предварительно расточенное или развернутое по 3-му или 2-му классу точности отверстие путем калибрования шариками и раскат­ками доводят до 2-го или 1-го класса точности и 7—10-го классов чистоты. Процесс осуществляют со смазкой керосином при обработке деталей из чугуна и минеральным маслом при обработке деталей из стали и бронзы.

При дробеструйной обработке возникает пластическая деформация поверхностных слоев металла. Процесс заключается в том, что на де­таль, помещенную в камеру специальной установки, направляют с большой скоростью чугунную или стальную дробь диаметром 0,4— 2 мм. Под ударным воздействием дроби в поверхностном слое детали возникает наклеп. Его глубина достигает 1,5 мм. Твердость поверх-

костного слоя повышается у стали на 20—50%, у чугуна на 30—60% и бронзы на 25—30%; в нем создаются сжимающие напряжения до 50—80 кГ/мм. Дробеструйный наклеп устраняет неблагоприятное влияние на усталость обезуглероженного поверхностного слоя сталь­ных деталей.

Наклеп дробью понижает концентрацию напряжений в местах концентраторов напряжений. Шероховатость поверхности после дро­беструйной обработки может быть получена от 5 до 7-го класса, а на твердых материалах и выше.

Дробейструйный наклеп увеличивает предел выносливости на 50% и более . Срок службы деталей (пружины, рессоры, зубчатые ко­леса и др.) повышается в несколько раз. Дробеструйный наклеп приме­няют как для сырых, так и для термообработанных деталей. Продолжи­тельность обработки не более 10 мин. Процесс легко автоматизируется.

Для дробеструйного наклепа применяют механические и пневмати­ческие дробеметы. В первых разброс дроби осуществляется радиальными лопатками быстро вращающегося ротора (2000—3500 об¹ мин). Вторые имеют одно или несколько сопел, через которые дробь выбра­сывается сжатым воздухом; их применяют для наклепа труднодоступ­ных поверхностей (глубокие отверстия, впадины). Механические дро­беметы более производительны и экономичны по сравнению с пневма­тическими.

Очистка деталей машин и заготовок в процессе обработки. Готовые детали машин перед окончательным техническим контролем тщатель­но очищают от следов охлаждающей жидкости, стружки и других загрязнений. Только при этом условии можно выполнить качественный контроль.

Обычно детали, поступающие на контроль, подвергают мойке в моечных баках или в моечных машинах. В однокамерной моечной машине моечный раствор, подаваемый под напором, интенсивно об­мывает детали со всех сторон; раствор стекает в отстойник и, пройдя через фильтр, снова поступает в насос. Температура моечного раствора 60—80° С , поэтому детали, выйдя из машины, достаточно быстро про­сушиваются. Применяют двухкамерные моечные машины: в первой камере производится мойка, во второй — ополаскивание деталей для удаления остатков моечного раствора. Иногда моечные машины снаб­жаются сушильными камерами (трехкамерные машины). Для мойки применяют водные растворы 1—2% кальцинированной соды и 1% жидкого стекла, 1—2% тринатрий фосфата и другие растворы. Для мелких деталей применяют органические растворители (ацетон, трихлорэтилен и др.).

Крупные детали (корпусы, станины и т. п.) перед обработкой очи­щают круглыми приводными стальными щетками с последующей об­дувкой струей сжатого воздуха. При наличии промежуточного конт­роля, детали, поступающие на контроль, также подвергают очистке.

Применяемая в промышленности ультразвуковая очистка мелких деталей позволяет очищать не только наружные, но и труднодоступные внутренние поверхности. Этот метод производителен и обеспечивает хорошую очистку деталей.