Методы исследования поверхностного слоя деталей машин
1. Метод микрошлифов (метод «косого среза») – для определения глубины микротвёрдости поверхностного слоя путём вдавливания пирамиды Р = 50 или 100 [грамм-силы].
2. Рентгеноструктурный анализ – для исследования остаточных напряжений в поверхностном слое стравливают 5-10 мкм, снимают рентгенограмму и т.д. Длительность съёма 1 рентгенограммы 10 часов.
3. Электронография – для исследования напряжений при необходимости установления изменений в поверхностном слое меньшем 3 мкм. Метод основан на дифракции электронов.
4. Метод Давиденко-Закса – для исследования величины и знака напряжений и микротвёрдости.
Для цеховых условий не существует метода контроля состояния поверхностного слоя. На деталях можно лишь измерить микротвёрдость на поверхности.
Методы упрочнения поверхностного слоя.
1. Термические и химико-термические методы.
2. Гальванопокрытия.
3. Применение взрывчатых веществ.
4. Технологическим путём.
Упрочнение поверхностей деталей машин методами чистовой обработки без снятия стружки достигается созданием наклёпа в поверхностном слое. Эффект упрочнения достигается при воздействии на обрабатываемую поверхность давления или ударов.
1. Дробью (пружины, рессоры, з/к, оси)
2. Бойками – пневматическими молотками) (для мест с концентрацией напряжений – канавки, галтели, сварные швы).
3. Обкатывание роликами и шариками.
4. Раскатывание внутренних поверхностей вращения (на сверлильных, токарных, карусельных, горизонтально-расточных и агрегатных станках).
Принципы выбора методов выполнения заготовок. Методы получения заготовок из проката и других методов обработки давлением. Требования технологичности. Точностные характеристики.
Принципы выбора метода получения заготовок:
1. Технологическая характеристика материала
Пр.: Низкая жидкотекучесть и высокая склонность материала к усадке исключает его применение для литья в кокиль или литья под давлением из-за низкой податливости металлических форм. Сплавы, склонные к ликвации (неоднородность по химическому составу по сечению отливки) не применяют для центробежного литья и литья под давлением. Для деформируемых материалов технологической характеристикой является пластичность, а для заготовок, получаемых сваркой или порошковой металлургией, - свариваемость материалов.
2. Конструктивная форма и размеры заготовок.
3. Требования точности и качества поверхности самой заготовки.
4. Объём выпуска
5. Наличие технологического оборудования, литейного, кузнечного, сварочного и др. производств.
Выбранный метод должен обеспечивать меньшую себестоимость детали (т.е. издержки на материал, стоимость заготовительного передела, последующая механическая обработка).
Методы получения заготовок из проката и других методов обработки давлением.
Ковка. Универсальный метод получения поковок на молоте или прессе. Масса деталей от 10г до 350т. Позволяет получать крупногабаритные заготовки последовательным деформированием отдельных её участков. Улучшается ударная вязкость. Основные операции ковки: осадка, протяжка, прошивка, рубка, гибка, закручивание и др.
Горячая объёмная штамповка. Основной способ получения заготовок для ответственных деталей массой от 0,5 до 20…30 кг. Штамповка: в открытых, закрытых штампах и штампах для выдавливания. Штамповка – на молотах, прессах, ГКМ, гидравлических прессах, а также на специальных машинах.
Холодная объёмная штамповка. Заготовки с высокими физико-механическими свойствами. Энергоёмкий метод.
Прокатка. Получение заготовок, которые непосредственно применяют для изготовления деталей на металлорежущих станках. Штучные заготовки из проката используют для производства поковок и штамповок.