Обкатывание поверхностей в современном машиностроительном производстве.

Сущность процесса и схемы обработки. Об­катывание и раскатывание осуществляют ро­ликами и шариками, оказывающими давление на поверхность обрабатываемой детали. При определенном (рабочем) усилии в зоне контак­та деформирующих элементов и детали интен­сивность напряжений превышает предел теку­чести, в результате чего происходит пластиче­ская деформация микронеровностей, изме­няются физико-механические свойства и струк­тура поверхностного слоя (например, увеличи­вается микротвердость или возникают оста­точные напряжения в поверхностном слое). Объемная деформация детали обычно незна­чительна.

Сочетанием вращательного и поступатель­ного перемещений детали и деформирующих элементов методами обкатывания и раскаты­вания обрабатывают плоские, цилиндрические, переходные поверхности, фасонные поверхно­сти и канавки (рис. 1, а ─ ж).

Производительность процесса раскатыва­ния или обкатывания определяется R_пр роли­ка. Ролики с большим радиусом профиля поз­воляют вести обработку с большой подачей (до 2,5 мм/об), однако в этом случае для полу­чения высокого качества поверхности необхо­димо создавать большие рабочие усилия. От значения допустимого рабочего усилия зави­сят параметры ролика.

Рис. 1.

Ролики с цилиндрическим пояском позво­ляют работать с большой подачей. Чем больше ширина цилиндрического пояска, тем боль­ше может быть подача. При обработке мас­сивных деталей на крупных станках цилиндри­ческий поясок следует делать более широким (более 12 ─ 15 мм), так как обработать такие детали на большой частоте вращения доволь­но сложно, а большая подача может быть применена с успехом. Для обработки деталей меньшей жесткости, когда усилие обкатывания не должно быть большим, применяют ролики с пояском шириной 2 ─ 5 мм. Установка роли­ков с цилиндрическим пояском на станках за­труднительна. Для обеспечения их правильно­го положения применяют специальные при­способления с самоустанавливающимися ус­тройствами. Ширина цилиндрического пояска в этом случае равна 15 ─ 40 мм, по­дача ─ 5 ─ 15 мм/об.

Изменение размера поверхности при обкатывании и раскатывании связано со смятием микронеровностей и пла­стической объемной деформацией детали. Та­ким образом, точность обработанной детали будет зависеть от ее конструкции и конструк­ции инструмента, режимов обработки, а также от точности размеров, формы и качества по­верхности детали, полученных при обработке на предшествующем переходе.

При обработке копирующими инструмен­тами жестких деталей изменение их размеров вызвано уменьшением микронеровностей на поверхностях. Величина изменения размера за­висит от состояния исходной поверхности. При этом точность размеров суще­ственно не меняется. Процесс обработки жест­ким инструментом характеризуется неболь­шими натягами и поэтому также сопровождает­ся незначительными изменениями размеров. При обкатывании и раскатывании тонко­стенных деталей точность их размеров можно повысить на 10 ─ 20 %, а отклонение формы при этом составит 10 ─ 30 мкм.

Неблагоприятные условия обработки дета­ли вблизи торцов приводят к увеличенной пластической деформации детали на участках длиной 3 ─ 15 мм. При высоких требованиях к точности следует проводить обработку с малыми усилиями, устанавливать предохра­нительные шайбы и т. п.

Наиболее целесообразно обкатыванием и раскатыванием обрабатывать исходные по­верхности 7 ─ 11 квалитетов инструментами жесткого копирующего типа и поверхности 5 ─ 7 квалитетов ударными инструментами.

Скорость не оказывает заметного влияния на результаты обработки и выбирается с уче­том требуемой производительности, конструк­тивных особенностей детали и оборудования. Обычно скорость составляет 30 ─ 150 м/мин.

Подачу при обкатывании назначают не бо­лее 0,2 ─ 0,6 мм/об. При упрочнении пере­ходных поверхностей тяжелых валов исполь­зуют ролики с профильным радиусом на 0,5 ─ 2,0 мм меньше радиуса R переходной по­верхности.

Рекомендуемые режимы упрочняющей обработки предполагают возможной после­дующую механическую обработку деталей для получения заданной точности и шероховато­сти поверхности. Эффект обработки при снятии малых припусков снижается незначительно.

При высоких требованиях к качеству по­верхности и нецелесообразности снижения эффекта упрочнения в результате снятия части упрочненного слоя обработку ведут двумя ро­ликами ─ упрочняющим и сглаживающим или применяют один или несколько одинаковых роликов с большим профильным радиусом.

Список использованной литературы

1. Марочник сталей и сплавов. Под редакцией В.Г. Сорокина.: М., Машиностроение 1989 год.

2. Приспособления для металлорежущих станков. Под редакцией М.А.Ансеров.: М., Машиностроение 1979 год.

3. Металлообрабатывающий твёрдосплавный инструмент /Справочник/ В.С.Самойлов, Э.Ф. Эйхманс, В.А. Фальковский.: М., Машиностроение 1988 год.