Многобойковое чеканное устройство

Устройство состоит из пневматического молотка и многобойкового наконечника в виде пучка проволоки. Существует несколько типоразмеров пучковых упрочнителей, отличающихся энергией удара (от 6 Н·м до 16 Н·м), размерами и формой пучка проволоки (игл). Упрочнители работают от сети сжатого воздуха при давлении 0,4…0,5 МПа.

На рис. 9.8 показана схема многобойкового упрочнителя конструкции ЦНИИТМАШ.

Рис. 9.8. Многобойковый упрочнитель

На пневматический молоток 9 посажен корпус 2 с окончанием в виде сопла. Корпус, имеющий продольный пружинящий разрез, закрепляется на молотке с помощью болта 8 и гайки 7. Внутри корпуса расположена стальная втулка 5, в которой помещена коническая разрезная бронзовая втулка 4. Пучок упрочняющих игл 1 размещается внутри втулки 4. Со стороны соприкосновения игл с бойком концы игл расклёпываются, что предотвращает их выпадение во время работы. Иглы проходят через сопло корпуса 2, собираются в один пучок. Боёк 6 под действием сжатого воздуха сообщает иглам поступательное движение, а спиральная пружина 3 возвращает их в первоначальное положение. Таким образом, ударник в виде пучка проволок наносит сильные и частые удары по обрабатываемой поверхности и производит упрочняющий наклёп, например, сварного шва и околошовной зоны.

Для изготовления игл используют пружинную проволоку из стали 65Г диаметром 1,2…3,0 мм с закалкой на твёрдость HRC 45…50. Пучковые упрочнители позволяют получить глубину наклёпанного слоя для сталей средней твёрдости около 2…2,5 мм.

Производительность при работе одним пучком упрочнителем при ширине зоны наклёпа 18…20 мм составляет 6…8 м/ч.большим преимуществом является возможность обработки сварных швов с неровностями (впадины на неровной поверхности также хорошо проклёпываются, как и выступы). Это достигается благодаря значительной длине составляющих пучок проволок и возможности разной степени их продольного изгиба.

9.5. Дробеструйный наклёп

В основе процесса дробеструйного наклёпа лежит пластическое деформирование поверхностного слоя детали под действием кинетической энергии потока дроби.

Дробеструйная обработка выполняется на пневматических или механических дробемётах. В первом случае дробь движется под действием сжатого воздуха. Во втором случае дробь движется центробежной силой, развивающейся в быстровращающемся роторе. Наибольшее распространение получили дробемёты механического типа.

С увеличением твёрдости материала детали глубина наклёпа уменьшается, а с увеличением скорости, диаметра дроби и угла атаки (угол наклона струи к обрабатываемой поверхности) – увеличивается. Глубина наклёпа и остаточные напряжения в первую очередь зависят от физических и механических свойств материала детали.

Дробеструйной обработкой можно получить глубину наклёпа до 1,5 мм (обычно 0,5…0,7 мм), твёрдость, например, нормализованной стали 20 увеличивается на 40%, а стали 45 – на 20%. В наклёпанном слое возникают остаточные напряжения до 600…700 Н/мм².

Упрочнение дробеструйным наклёпом позволяет увеличить срок службы сварных швов на 310%, коленчатых валов двигателей – на 900%, спиральных пружин – на 1370%, рессор – на 1200%, крупномодульных зубчатых колёс – на 1400%. Эффективность упрочнения дробью возрастает с ростом концентрации напряжений и применением закалки.

Остаточные напряжения сжатия, возникающие при наклёпе, существенно повышают коррозионно-усталостную прочность стали и позволяют приблизить её до уровня усталостной прочности на воздухе.

Шероховатость поверхности при наклёпе дробью несколько повышается, поэтому для получения чистой поверхности необходимо её подвергать финишным операциям.

9.5.1. Дробемётные установки

На рис. 9.9 представлена схема универсального дробемёта конструкции ЦНИИТМАШ.

Рис. 9.9. Схема универсального дробемёта

Дробь засыпают в бункер 1. Элеватором она поднимается в загрузочный бункер 3, а избыток дроби поступает в бункер 2. При открытом питателе 4 дробь по вертикальному трубопроводу поступает к центру быстровращающегося ротора 5 с лопатками, который направляет её на обрабатываемую поверхность детали 6. После удара о поверхность дробь скатывается к приёмной части элеватора и вновь проступает в загрузочный бункер.

Масса дробемётной установки ДУ-1 составляет 1440 кг. Размер её загрузочной камеры 1000х300х300 мм. Максимальная скорость дроби составляет 70 м/с, производительность ротора – до 130 кг/мин.

Для местной упрочняющей обработки поверхности широкое распространение получили установки типа БДУ-Э2М, представленные на рис. 9.10.

Установка состоит из системы подачи 2, сбора 1 и очистки 5 дроби и рабочей камеры 10, соединённой с основными системами установки посредством двух рукавов: подачи дробевоздушной смеси 7 и отсоса дроби 6. Рабочая камера состоит из штуцера 8 и сопла 9, подающего дробь на поверхность заготовки 12 и полости разрежения 13, через штуцер 4, которой дробь отводится из камеры. Во избежание вылета дроби из камеры предусмотрено щёточное уплотнение 11. Установка смонтирована на тележке 3 и может транспортироваться. Деформирующие тела – дробь диаметром до 2 мм. Масса загружаемой дроби – до 100 кг. В промышленности установки типа БДУ применяют для местного упрочнения и формообразования деталей из листов и плит.

Рис. 9.10 Дробеструйная установка БДУ-Э2М

Диаметр ротора дробемётной установки обычно составляет 200…500 мм при ширине 45…125 мм. Частота вращения ротора находится в пределах от 600 до 3500 об/мин.

Наклёп производят чугунной или прочной стальной дробью (Ст4). Чем выше динамическая прочность и однородность по размерам и твёрдости, тем лучше технологические свойства дроби. Практика показывает, что расход стальной дроби в 30…60 раз меньше, чем чугунной и, несмотря на то, что она в 4…5 раз дороже чугунной. Поэтому расходы на стальную дробь в 8…10 раз меньше, чем на чугунную дробь.

Стальную дробь изготовляют из пружинной проволоки диаметром 0,4…2 мм путём рубки на специальных установках. Такая дробь перед употреблением для обработки деталей должна пройти обкатку в течение 10 ч, с целью придания ей сферической формы. В процессе предварительной обкатки, а также дробеструйной обработки дробь приобретает повышенную твёрдость, доходящую до HRC 50. Мелкую дробь используют для мелких деталей или при необходимости получения небольшой шероховатости поверхности.

Максимальная скорость чугунной дроби составляет 90 м/с и лимитируется её прочностью. Скорость стальной дроби может быть в 1,5…2 раза выше. Обычно скорость потока дроби составляет 50…70 м/с. Интенсивность потока дроби составляет 50…80 кг/мин. Продолжительность обдува длится 0,5…5 мин. Угол атаки – 60…90^о.

Дата добавления: 2015-07-07