Высокая нагрузочная способность и долговечность поверхностей в значительной степени определяются качеством поверхностного слоя деталей. При этом растягивающие остаточные напряжения практически всегда понижают усталостную прочность и долговечность. Сжимающие остаточные напряжения при умеренной температуре положительно влияют на прочностные свойства поверхностей.

Одним из технологических путей повышения работоспособности и долговечности ответственных деталей является поверхностное упрочнение методами пластического деформирования. Поверхностное упрочнение за счет создания стабильных напряжений сжатия повышает выносливость деталей при малоцикловом нагружении по сравнению с исходной после механической обработки в 2...2,5 раза, а вряде случаев и более. Особенно благоприятно упрочнение сказывается на деталях титановых сплавов, где повышение выносливости в малоцикловой области нагружения достигает 4...8 раз.

Усталостная прочность упрочненных поверхностей, работающих при знакопеременной нагрузке, также повышается, несмотря на то, что уровень остаточных напряжений при такой нагрузке в процессе эксплуатации резко снижается. Вступает в действие другой эффект упрочняющих и отделочных методов обработки, заключающихся в острых кромок и надрезов поверности, обеспечения благоприятного микрорельефа и улучшения шероховатости. Долговечность работы упрочненных высокопрочных сталей в агрессивной среде увеличивается в 6...7 раз.

Разли­чают статическое, ударное, вибрационное и ультразвуковое пластическое деформирование. В качестве рабочей среды используют жидкость (гидравлическое пластическое деформирование) или сжатый воздух (пневматическое пластическое деформирование); в качестве рабочих тел ─ ролики, шари­ки, дробь и т. д.

Пластическое деформирование может выполняться одновременно несколькими методами обра­ботки (совмещенное пластическое деформирование) или последователь­но также несколькими методами (комбиниро­ванное пластическое деформирование). Цель обработки ─ образование определенной макро ─ и (или) микрогеометри­ческой формы (поверхностное пластическое формообразование, по ГОСТ 18970 ─ 73 в этом случае применяют термин «формоизменяю­щая операция»), уменьшение параметра шеро­ховатости поверхности (сглаживание), измене­ние размеров заготовки до допустимых (кали­брующее пластическое деформирование), изменение структуры мате­риала без его полной рекристаллизации (по­верхностный наклеп), создание определенного напряженного состояния (напряженный по­верхностный наклеп) и упрочение поверх­ностным наклепом.

При обработке деталей все перечисленные выше изменения обычно происходят в поверх­ностном слое. Основные из них определяют метод обработки пласттического деформирования: накатывание (упроч­няющее, сглаживающее, формообразующее, калибрующее), поверхностные дорнование и редуцирование, обработка дробью, дробеабразивная обработка, галтовка, вибрационная ударная обработка, центробежная обработка, обработка механической щеткой, чеканка, вы­глаживание.

Различают объемное и поверхностное упрочнения и объемную и поверхностную упрочняющие обработки. Может выполняться совмещенное и комбинированное пластическое деформиро­вание.

Повышение значения заданного параметра сопротивляемости материала заготовки разру­шению или остаточной деформации по сравне­нию с исходным значением в результате упрочняющей обработки оценивается сте­пенью упрочнения. Общие требования к обра­ботке пластическим деформированием устанавливает ГОСТ 20299 ─ 74.

Такая обработка является эффективным методом получения поверхностей с регу­лярным микрорельефом.

Список литературы

  1. Металлообрабатывающий твёрдосплавный инструмент /Справочник/ В.С.Самойлов, Э.Ф. Эйхманс, В.А. Фальковский.: М., Машиностроение 1988 год.
  2. Попова Т.А., Малиновская Ж.В. Особенности принятия решений при разработке технических систем. — Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. 2015. с-с 8-12
  3. Г.К. Алексеев, В.А. Аршинов, Р.М. Кричевская Конструирование инструмента.: М., Машиностроение 1979 год.