Повышение качества обработки деталей методом поверхностного пластического деформирования

К современной продукции машиностроительного производства предъявляют всё более жёсткие требования по долговечности, надёжности и качеству выпускаемых изделий. Повышение качества обработки деталей является актуальной задачей машиностроения. Эта задача может решаться путем внедрения и применения новых конструкционных материалов, методов обработки.  К таким методам относятся методы обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД).

В последнее время данные методы являются наиболее распространенными видами упрочняющей обработки на этапах финишной обработки.

Они имеют широкие технологические возможности, что способствует обрабатывать детали любого вида, обеспечивать высокое качество поверхностного слоя и повышать долговечность деталей машин.

Плюсы методов обработки поверхностным пластическим деформированием заключаются в следующем:

• Повышение твердости поверхности
• Повышение износостойкости деталей
• Повышение сопротивления схватывания
• Увеличения предела выносливости детали
• Уменьшения шероховатости поверхности

Существуют различные методы обработки ППД, которые можно разделить на 2 группы.

• Ударные
• Статические.

К основным статическим методам можно отнести:

• Накатывание. Накатывание подразделяется на раскатывание (для внутренних поверхностей) и обкатывание (для плоских и выпуклых поверхностей). Сущность метода заключается в качении инструмента (шар, ролик) по обрабатываемой поверхности.  Применяются стандартные инструменты различной конфигурации, изготавливаемые из сталей 18ХВГ, Р18, ШХ15, Р6М5 и другие.
• Выглаживание. При этом методе происходит скольжение инструмента по поверхности материала. Инструментом являются наконечники различной конструкции, изготавливаемые из сверхтвердых материалов или алмаза. Алмазное выглаживание — наиболее популярный процесс в машиностроении. Его отличием является малый радиус профиля (0,5 ….4 мм) и высокая твердость инструментов, что позволяет осуществить деформирование поверхностного слоя металла с минимальными затратами сил.
• Вибрационное накатывание. При вибрации инструмента по касательной к плоским поверхностям деформируемого металла осуществляется накатывание или выглаживание. Инструментом являются стальные закаленные шарики. Основной задачей данного метода являются повышение стойкости, гидроплотности, увеличение жесткости материалов и др.
• Поверхностное дорнование. При этом методе происходит поступательное скольжение дорна по охватывающей его поверхности.

К ударным методам относятся:

• Дробеструйная обработка. Сущность процесса заключается в воздействии дроби на различные поверхности. Источником воздействия является подаваемый на большой скорости воздушный поток. К плюсам данного метода можно отнести возможность качественного упрочнения деталей различной формы, которые имеют мелкие пазы, галтели или надрезы.
• Центробежно-ударная обработка. Метод заключается в деформации обрабатываемой поверхности на определенную глубину многочисленными ударами от роликов или шариков, помещенных в радиальные пазы быстро вращающегося диска. Таким способом можно обработать плоские и фасонные поверхности деталей из цветных и черных металлов

Количество способов поверхностного пластического деформирования многообразно, они все хорошо изучены и каждый из них имеет собственную технологическую сферу. На практике они внедрены в основном в мелкосерийное производство для ответственных деталей.

Возможно заменять финишные процессы, например тонкого точения, шлифования или полирования с охлаждением на методы поверхностного пластического деформирования без применения смазочно-охлаждающих средств, но среди известных методов ППД очень трудно найти технологический процесс, который удовлетворял бы требованиям массового производства.

Когда за быстрое время - до 20 с необходимо выполнить требования к процессу и качеству обработки детали.