Способ поверхностного упрочнения деталей дробью Советский патент 1985 года по МПК B24B1/04 B24C1/10 

Изобретение относится к области поверхностного упрочнения металлических изделий дробью.

Цель изобретения - повышение производительности, которое достигается при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний и подаче детали в направлении от зоны ультразвуковой обработки к зоне дробеструйного воздействия.

Для реализации способа может быть использована дробеструйная установка.

На фиг. 1 показана принципиальная кинематико-энергетическая схема; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - наконечник волновода.

Установка содержит емкость 1 с жидкостью, например трансформаторным маслом. В основании емкости 1 установлен магнитострикционный ультразвуковой преобразователь 2, к концентратору которого 3 подсоединен экспоненциальный волновод 4. Вокруг волновода 4 установлен каркас 5 дробесборника с металлической сеткой 6 и эластичным диффузором 7.

В верхней части рабочей камеры размещены приводы 8 и 9 рабочей подачи и вспомогательных перемещений обрабатываемой детали 10. Приводы установлены на подпружиненной плите 11. Установка снабжена гидростанцией, содержащей маслонасос 12, редуктор 13 давления, манометр 14, магистраль 15, соединяющую насос 12 с гидрорессивером 16, который служит также камерой для охлаждения преобразователя 2. Преобразователь 2 соединен выводами 17 с ультразвуковым генератором (не показан). Волновод 4 имеет центральное отверстие 18 (фиг. 2), являющееся сопловым эжекционны.м каналом, а также дробезаборные окна 19 и форсунку 20, соединенную каналом 21 с охлаждающей камерой 16.

Волновод 4 оканчивается наконечником : . 3). Площадка 23 наконечника 22 налидится.в процессе обработки в контакте на ширине Л и длине I с поверхностью изделия 10. Контактирование осуществляется приложением статического усилия Р с помощью предварительного динамометрического нагружения поверхности изделия на торец волновода 4. Наконечник 22 имеет целевидное сопловое окно 24 для выброса дроби, например подшипниковых щариков диаметров 2,0-2,5 мм из стали ШХ15 на обрабатываемую поверхность. Наконечник 22 закреплен в теле волновода с помощью резьбового соединения 25. В зависимости от геометрической формы обрабатываемой поверхности (радиусные участки галтелей, пазы и т.д.) форма рабочей части инструмента-наконечника и его соплового окна меняется.

При применении совместно дробеструйной и ультразвуковой обработки происхоДит увеличение твердости на 3-4 единицы, глубины упрочненного слоя и повышение сжимающих остаточных напряжений.

Механизм повышения деформационного эффекта заключается в том, что при дробеударном высокоскоростном нагружении и

одновременном высокочастотно.м ультразвуковом воздействии в зоне обработки происходит снижение сопротивления материала пластическому деформированию, за счет влияния термоактивации сходных по характеру процессов и сопровождающих их явлений - низкочастотного полномасштабного удара стальных шариков (160-180 ударов в секунду) и высокочастотных микроударов торца сопла волновода, в результате чего происходит снижение предела текучести и увеличение области пластической деформации под каждым единичным шариком. При этом, поликристалл деформируется без образования несплошностей по границам зерен, облегчаются условия развития микропластических сдвигов и соседние зерна более активно приспосабливаются к формоизменению зерен, расположенных ближе к поверхности металла.

Применение способа увеличивает прочностные показатели поверхностного слоя в

результате повышения твердости глубины наклепанного слоя и формирования в нем сжимающих напряжений высокой интенсивности, что в конечном итоге повышает эксплуатационную износостойкость рабочих поверхностей.

23

Фи&.З

25

СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДРОБЬЮ, подаваемой в зону обработки в струе жидкости, на которую накладывают ул 1тразнуковые колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, жидкость с дробью направляют в зону обработки через канал, выполненный в у.чьтразвуковом волноводе, который приводят в акустический контакт с обрабатываемой поверхностью детали, причем детали сообщают подачу в направлении от зоны ультразвуковой обработки к зоне дробеструйного воздействия. сл 4 ГС со ю