SU856772A1 - Способ упрочнени деталей поверхностным пластическим деформированием - Google Patents

Description

о t

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к поверхностному пластическому деформированию (ППД) деталей машин с целью повышени  их усталостной прочности.

Известен способ упрочнени  деталей ППД путем обкатки их роликами, когда дл  заданных значений fff и hg Q предварительно определ ют рабочую нагрузку Р на эти ролики, а профильные радиусы роликов выбирают в зависимости от Р fl.

Цель изобретени  - повышение эффективности упрочнени  за счет увеличени  усталостной прочности деталей машин.

- 20

Эта цель достигаетс  тем, что производ т испытание на разрыв стандартного образца, изготовленного из материала упрочн емой детали, и перед обкаткой определ ют предельную рав- 25 номерную деформацию материала детали при раст жении, и деформируют поверхностный слой детали ,роликом, добива сь деформации, равной измеренной, при этом профильный радиус ролика и 30

усилие Р на него выбирают из следующих соотношений

-r / HTl

/|1„С--г

B.DpVxepHB

1tHD-fls p )b , . , ... Хеи500Е.р Y Dp-vDa 50 Dp4Т) где Op - диаметр ролика в плоскости обкатки;

D - диаметр обрабатываемой детьли ,

Qr предел текучести материала упрочн емой детали; .

НД - пластическа  твердость материала детали;

fi- - глубина пластически деформированного сло  детали,

fp - предельна  равномерна  деформаци  материала детали при раст жении/

X - коэффициент, .учитывающий; вли ние эксцентриситета контактной площадки на глубину деЙормированнЬго сло ; Рд - условна  критическа  нагрузка , при которой в центре контакта шарика диаметром 10 мм с плоскостью зарождаетс  пластическа  деформаци .

Способ осуществл етс  следующим образом.

Из материала детали изготавливают стандартный образец дл  испытани  на разрыв. При испытании определ ют предельную равномерную деформацию р этого материала при раст жении. Затем по имеющимс  рекомендаци м назначают глубину пластически деформированного сло  hg.

По приведенным формулам вычисл ютс  профильный радиус ролика г и усилие обкатывани  Р.

Обкатку производ т с рассчитанными параметрами, при этом пластическа  деформаци  поверхностного сло  приблизительно равна предельной равномерной деформации данного материала .

Пример. Изготовл ют несколько серий образцов диаметром 0 10 м из сталей марок 30 и 30«ГСА. Образцы одной серии подвергают накатке роликами , имеющими профильные радиусы Г, приблизительно равные вычисленным по формуле О), при этом примен ют рабочие нагрузки, вычисленные по формуле (2). Образцы остальных серий изготовленные из того же материала, накатывают роликами с профильными радиусами, отличными от npeflJiaraeNKJx оптимальных. При этом усилие подбирают таким образом, что глубина hg наклепанного сло  одинакова дл  образцов одной серии, диаметр ролика Dp, измеренный в плоскости сечени  детали, во всех случа х также одинаков и равен удвоенному диаметру детали, т.е. 20 мм.

Образцы всех серий после накатки роликами испытывают на знакопеременный изгиб на машине УКИ-ЮМ и определ ют их долговечность (по разрушению ) при данном уровне рабочего напр жени . Результаты испытаний на знакопеременный изгиб стальных об разцов диаметром DB 10 мм, упрочненных обкаткой poликa ш Dp 20 мм по различным режимам приведены в таблице.

Из рассмотренных данных таблицы видно, что максимальна  долговечность образцов достигаетс  при условии , когда f р, т.е. когда величины г и Р отвечают их оптимальным значени м (в таблице подчеркнуты ) , вычисленным по предлагаемым 5 формулам. Так, дл  образцов серии а из стали 30 (Ер 0,15) оптимальными будут значени  Гр. 1,8 мм и РОПТ 96 кгс; дл  образцов серии (f из стали (р 0,09) - соответственно ГОРТ 3,45 мм и РОПТ 138 кгс и т.д. Отклонение f . от tp (равно как и г от г,.) в любую сторону приводит к снижению долговечности образца детали при всех глубинах h.

Таким образом,- применение предлагаемого способа упрочн ющей обкатки цилиндрических деталей посредством поверхностного пластического деформировани  позвол ет существенно повысить их усталостную прочность за счет более полной реализации ресурсов упрочнени , а так же обеспечить выбор экономически наивыгоднейших режимов обработки,учитывающих физикомеханические свойства материала, ее размеры и требовани , предъ вл емые к качеству обрабатываемой поверхности .

а) Сталь 30; НД 170; ffy 34 кгс/мм ; .(Ер 0,15; h, (г 1,8 мм; Р 96 кгс)

Claims (1)

1,05 мм б) Сталь ЗОх ГСЛ: НД 286; 63,5 (h 3,45 мм; Р Примечание. Преимущество предлагаемого способа в том, что применение рассчитанных в соответствии с предложенными 1 зависимост ми значений и Р в процессе обкатки детали роликом позвол  ет при заданной глубине пластически деформированного сло  IV обеспечить в этом слое интенсивность пластической деформации, равную предельной равномерной деформации материаJia детали при раст жении, что доводи до предела положительное действие упрочн ющих факторов (т.е. наклепа и остаточных напр жений) и тем самым способствует существенному повышению эффективности упрочнени  за счет мак симального увеличени  при заданном значении усталостной прочности деталей. Формула изобретени  Способ упрочиени  деталей поверхностным пластическим деформированием на заданную глубииу,включающий обкатку поверхности детали роликом, рабочую нагрузку на который определ ют по механическим свойствам материала детали, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности упрочнени  за счет увеличени  усталостной прочности, перед обкаткой из мер ют предельную равномерную деформацию материала детали при раст жеПродолжение таблицы

мм Число циклов до раэруи1ени  образцов из сталей марок 20 и ЗОхГСА, не подвергнутых обкатке роликами , составл ет соответственно N 15000 и N 27000 циклов. кг/мм ; р- 0,09; h 0,90 138 кгс) формируют поверхностный ли роликом, добива сь деравной измеренной, при ильный радиус ролика и усинего выбирают из следуюмих ий Y i -)exp(p диаметр ролика в плоскости обкатки диаметр обрабатываемой детали ; предел текучести материала упрочн емой детали пластическа  твердость материала детали глубина пластически деформированного сло  детали; предельна  равномерна  деформаци-  материала детали при раст жении/ коэффициент f учитыва эщий вли ни.е эксцентрисите.та.. контактной площадки на глубину деформированного сло ; ll,€p /2,а РО ГРрРв 600tpV 50 диаметр ролика в плоскости обкаткиJ

дкаметр обрабатываемой детали / . . пластическа  твердость матед )иала детали (гост 18835-78)

глубина пластически дефррмированного сло  детали; предельна  равномерна  деформаци  материала детали при раст жении; коэффициент, учитывагациЯ вли ние эксцентриситета контактной площадки на глубину деформированного сло ;

PJJ - условна  критическа  нагрузка , при которой в центре контакта шарика диаметром 10 мм с плоскостью зарождаетс  пластическа  деформаци .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

I. Брасловский В.И. Технологи 

обкатки крупных деталей роликами. М., Машиностроение , .