1.3.2 Алмазне вигладжування

При алмазному вигладжуванні деформуючим інструментом є кристал алмазу, який фіксується у спеціальній оправці (рисунок 1.3). Універсальний вигладжував – пристрій для алмазного вигладжування на верстатах токарної групи зображений на рисунку 1.4. Вигладжування виконується так само як обкатування, лишень з різницею в тому, що вигладжування відбувається в умовах тертя ковзання. Алмаз практично не деформується. Невеликий радіус (0,5 – 3,5 мм) сфери його робочої частини створює незначну поверхню контакту, що дозволяє розвивати великі контактні тиски при невеликих значеннях нормальної сили (5 – 30 кгс). Крім високої твердості алмаз має низький коефіцієнт тертя по металу і високу теплопровідність, що дозволяє отримувати у процесі вигладжування блискучу поверхню з низькою шорсткістю.

1.3.3 Основні параметри процесу

При обкатуванні і алмазному вигладжуванні шорсткість поверхні і зміцнення деталі залежать від параметрів процесу. Глибина зміцненого шару визначається питомим тиском на контактні поверхні і її розмірами. Ступінь зміцнення залежить тільки від тиску. Поздовжня подача впливає на шорсткість поверхні і рівномірність її деформування в осьовому напрямі, а також визначає кількість повторних деформувань, що створює вплив на зміцнення і залишкові напруження. Основними параметрами процесу є:

• середній тиск у контакті р;

• площа контакту F_к;

• величина нормальної сили Р;

• розмір деформуючого інструменту R;

• поздовжня подача δ;

• швидкість обробки υ;

• число робочих ходів n;

• вид змащування.

1 – корпус; 2 – гвинт; 3 – втулка навантажуюча; 4 – тарована пружина; 5 – упор; 6 – ролик; 7 – кульковий підшипник;

8 – валик; 9 – вилка; 10 – шкала; 11 – повзун-вказівник

Рисунок 1.1 – Пристрій для обкатування роликом

1 – корпус; 2 – гвинт; 3 – сепаратор; 4 – кульковий підшипник; 5 – вісь підшипника; 6 – куля; 7 – гайка

Рисунок 1.2 – Пристрій для кулькового обкатування

1 – кристал алмазу; 2 – стальна оправка

Рисунок 1.3 – Оправка з алмазом

1 – корпус; 2 – оправка з алмазною кулею; 3 – втулка направляюча; 4 – тарована пружина; 5 – шток;

6 – повзун-вказівник; 7– гвинт

Рисунок 1.4 – Конструкція пристрою для алмазного вигладжування на верстатах токарної групи

1.4 Обладнання, інструменти і матеріали для проведення роботи

1.4.1 Токарний верстат.

1.4.2 Обкатник, оправка для вигладжування.

1.4.3 Штангенциркуль, мікрометр, зразки шорсткості.

1.4.4 Взірці деталей що підлягають зміцненню.

1.5 Порядок виконання роботи

1.5.1 Вивчити конструкцію обкатника і його роботу.

1.5.2 Замалювати схему обкатування і зняти розміри деформуючого інструменту. Результати вимірювання занести у таблицю 1.1.

1.5.3 Визначити шорсткість вихідної поверхні.

1.5.4 Визначити припуск на обробку за формулою (2.1):

Zd = K₁(Ra _вих - Ra), (1.1)

де Ra _вих – висота вихідних нерівностей, мкм;

Ra – висота нерівностей після обробки, мкм;

K₁ = 1,1...1,5. Менші значення K₁ слід брати для сталей з високою твердістю (загартованих), а більші для пластичних сталей з невисокою твердістю.

1.5.5 Користуючись рекомендаціями (таблиця 1.1) призначити режими обробки (подачу, швидкість, число проходів).

1.5.6 Визначити нормальну силу, потрібну для деформування за відповідними формулами:

- при обкатуванні (1.2):

P_н = π·ρ·(R·sinα)², (1.2)

де р – середній контактний тиск;

R – радіус сфери деформуючого інструмента;

α – кут втискання (рекомендується від 5°30" до 7°30").

- при вигладжуванні (1.3):

P_в = π·ε·HV·R², (1.3)

де ε – відносна глибина проникнення алмаза, ε = 0,0015...0,007;

HV – твердість за Вікерсом.

Таблиця 1.1 – Рекомендовані режими обробки деталей поверхневим пластичним деформуванням

Рекомендовані режими обробки деталей поверхневим пластичним деформуванням
Обкатування	Вигладжування
Контактні тиски: - 160...180 кгс/мм2 – для м‘яких сталей (сталь 20); - 190...210 кгс/мм2 – для сталей середньої твердості (сталь 45); - 200...220 кгс/мм2 – для твердих сталей (У8, У10). Для обкатування кулями діаметром від 10 до 20 мм рекомендується подача 0,1...0,2 мм/об, а швидкість обкатування від 50 до 100 м/хв. Ra вих = 2,5...5,0 мкм – для незагартованих сталей і кольорових металів; Ra вих = 0,75...1,25 мкм – для загартованих сталей. Нормальна сила 50...100 кгс для кулі  4-7 мм; 100...150 кгс для кулі  8-12 мм.	Рекомендовані радіуси робочої частини алмаза: 0,5...1,5 мм – для зразків з загартованих сталей високої твердості НRС 58...64; 1,5...2,5 мм – для зразків твердості НRС 40...58; 2...3 мм – для незагартованих сталей середньої твердості; 2,5...3,5 – для кольорових металів і сплавів. Подача від 0,02 до 0,15 мм/об при R = 0,15...1,5 мм; подача від 0,05 до 0,1 мм/об при R = 2...3,5 мм; подача менше 0,02 мм/об не рекомендується. Швидкість вигладжування 20...200 м/хв. Нормальна сила від 5...35 кгс. При Р більше 35 кгс внаслідок тертя і підвищення температури знижується стійкість алмаза.

1.5.7 Виконати обробку деталі користуючись режимами, занесеними у таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 – Вихідні і розрахункові режими обробки

Ra вих	Ra	K1	R	ρ	α	ε	HV	Pн	Pв