RU2748597C1 - Способ гидродробеструйного упрочнения деталей - Google Patents
Способ гидродробеструйного упрочнения деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748597C1 RU2748597C1 RU2020132159A RU2020132159A RU2748597C1 RU 2748597 C1 RU2748597 C1 RU 2748597C1 RU 2020132159 A RU2020132159 A RU 2020132159A RU 2020132159 A RU2020132159 A RU 2020132159A RU 2748597 C1 RU2748597 C1 RU 2748597C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardening
- balls
- parts
- shot blasting
- diameters
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу гидродробеструйного упрочнения деталей. Осуществляют эжектирование на обрабатываемую поверхность шариков из закаленной хромоуглеродистой стали с помощью рабочей жидкости. Упрочнение выполняют на двух установках для гидродробеструйного упрочнения в два технологических перехода с использованием шариков разных диаметров. Первый переход осуществляют на первой установке шариками с диаметрами D, равными 2-3 мм, которые эжектируются под давлением рабочей жидкости 0,4 МПа и со скоростью 6 м/c в течение 3 мин. Осуществляют второй переход на второй установке шариками с диаметрами d, меньшими 2 мм, эжектируемыми под давлением 0,45 МПа и со скоростью 10 м/c в течение 2 мин. В результате получают упрочненную поверхность с повышенной усталостной прочностью.
Description
Изобретение относится к методам механической обработки, а именно к способам поверхностного пластического упрочнения деталей машин.
Известен способ гидродробеструйного упрочнения [1]. Этот способ влияет на распределение остаточных напряжений в упрочненной детали: на величину и знак остаточных напряжений на поверхности, их распределение по глубине упрочненного слоя и на шероховатость обработанной поверхности. Известны различные способы упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. Способ гидродробеструйного упрочнения (ГДУ) состоит в том, что закаленные стальные шарики из стали ШХ15 с помощью рабочей жидкости (например, трансформаторного масла), эжектируются на обрабатываемую поверхность и обеспечивают повышение прочностных свойств обрабатываемой детали [1] Диаметры используемых шариков равны 1,3 мм, 1,589 мм, 2 мм, 2,381 мм, 3 мм и др.
Недостатком этого способа является необходимость применения для упрочнения шариков относительно большого диаметра (2…3 мм) для формирования нужного распределения сжимающих остаточных напряжений на нужной глубине, при этом с увеличением диаметра шариков ухудшаются параметры шероховатости обработанной поверхности.
В работах [2,3] показаны методы расчета распределения остаточных напряжений в упрочненном слое детали. В зависимости от нужного распределения остаточных напряжений в подповерхностном слое: толщины слоя со сжимающими напряжениями, положением и величиной максимума сжимающих остаточных напряжений, назначаются режимы обработки: давление рабочей жидкости (0,4…0,6 Мпа) и время обработки (1...3 мин).
Известно, что существует возможность управления распределением остаточных напряжений и шероховатостью при гидродробеструйной обработке, получены дифференциальные уравнения для расчета остаточных напряжений [2,3]. Подтверждается также возможность управлять распределением остаточных напряжений, точностью и шероховатостью при поверхностном пластическом деформировании с использованием расчетных методик режимов упрочнения, показан необходимый режим для формирования рекомендованных чертежом детали остаточных напряжений, последующие проходы не влияют на распределение остаточных напряжений, а лишь улучшают шероховатость обработанной поверхности.
Технической задачей предполагаемого изобретения является упрочнение поверхности деталей и обеспечение требований ее качества (распределения остаточных сжимающих напряжений в упрочненном слое и шероховатости поверхности) при гидродробеструйном упрочнении.
Техническая задача решается за счет того, что способ гидродробеструйного упрочнения деталей, при котором шарики с помощью рабочей жидкости эжектируются на обрабатываемую поверхность, состоит в том, что, согласно изобретения, упрочнение выполняют на двух установках для гидродрубеструйного упрочнения в два технологических перехода с использованием шариков разных диаметров из закаленной хромоуглеродистой стали, причем первый переход осуществляют на первой установке шариками с диаметрами D, равными 2-3мм, подаваемыми под давлением масла 0,4 МПа, со скоростью 6 м/c, в течение 3 мин; затем осуществляют второй переход на второй установке шариками с диаметрами d, меньшими 2мм, подаваемыми под давлением масла 0,45 МПа, со скоростью 10 м/c, в течение 2 мин.
Согласно предлагаемому способу упрочнение поверхности деталей рекомендуется выполнять на установках для гидродробеструйного упрочнения в два технологических перехода:
- на первом технологическом переходе выполняется гидродробеструйное упрочнение шариками относительно большого диаметра D, (например, D=3 мм) для формирования рекомендованного технологией (чертежом детали) распределения сжимающих остаточных напряжений в подповерхностном слое упрочняемой детали, выполняемых при соответствующем давлении рабочей жидкости и времени обработки;
- на втором технологическом переходе для улучшения шероховатости упрочненной поверхности гидродробеструйная обработка выполняется шариками меньшего диаметра d меньше 2 мм (например, диаметром d=1,3 мм), пластически деформируются микронеровности от первого технологического перехода, что практически не влияет на ранее достигнутое на первом технологическом переходе обработки подповерхностное распределение остаточных напряжений, режимы обработки.
- На основании опытных данных установлено, что большой диаметр D шариков для первого технологического перехода равен 2-3 мм, больший диаметр ограничен особенностями макрорельефа обрабатываемой поверхности.
- Относительно размера малого диаметра d шариков, можно использовать соотношение: d меньше 2мм.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Для осуществления изобретения в два технологических перехода используют две установки для гидродробеструйного упрочнения, например, каждая из которых содержит камеру для упрочнения, сопло-эжектор, бак с маслом, насосную установку [4].
Для проведения гидродробеструйного упрочнения детали из стали 12ХН3А ее помещают в камеру для упрочнения, включают привод первой установки и осуществляют ГДУ на первом технологическом переходе, которому соответствуют следующие расчетные режимы: материал шариков - закаленная хромоуглеродистая сталь ШХ15 ГОСТ 3722-81, твердость 62…64 HRC, (которые применяются в шарикоподшпниках), диаметр шариков D=3 мм давление масла 0,4 МПа, время обработки 3 мин.
Затем деталь извлекают из камеры первой установки и помещают во вторую аналогичную установку для осуществления ГДУ на втором технологическом переходе, которому соответствуют следующие расчетные режимы: диаметр шариков из хромоуглеродистой стали ШХ15 d=1,3 мм, давление масла 0,45 МПа, время обработки 2 мин.
В результате получаем деталь с заданным распределением остаточных напряжений в ее подповерхностных слоях, имеющую поверхность с хорошим качеством шероховатости, обладающую упрочненной поверхностью с повышенной усталостной прочностью.
Способ имеет практическое применение для упрочнения деталей типа валов, осей, зубчатых колес и других деталей различной конфигурации, не доступной из-за конфигурации другим методам упрочнения.
Список использованной литературы.
1. В.В. Петросов. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. - М. Машиностроение, 1977.- 168с.
2. Мазеин, П.Г. Моделирование формирования остаточных напряжений и деформаций при поверхностном пластическом деформировании стальных деталей / П.Г. Мазеин//Докт. дисс.- Челябинск, 1994. - 413с.
3. Effect of Shot Size in Surface Improvement via Shot Peening; Analytical, Modeling and Experimental Approaches,2019//Y Prawoto1*, PG Mazein1, AV Kosterin1 and Z Ahmad2/International Journal of Metallurgy and Metal Physics 2019,4:033.
4. Патент РФ №186267 на полезную модель Установка для ГДУ. П.Г. Мазеин, В.С. Столяров, Д.В. Беликов.04.04.2018.
Claims (1)
- Способ гидродробеструйного упрочнения деталей, включающий эжектирование на обрабатываемую поверхность шариков из закаленной хромоуглеродистой стали с помощью рабочей жидкости, отличающийся тем, что упрочнение выполняют на двух установках для гидродробеструйного упрочнения в два технологических перехода с использованием шариков разных диаметров, причем первый переход осуществляют на первой установке шариками с диаметрами D, равными 2-3 мм, которые эжектируются под давлением рабочей жидкости 0,4 МПа и со скоростью 6 м/c в течение 3 мин, а затем осуществляют второй переход на второй установке шариками с диаметрами d, меньшими 2 мм, эжектируемыми под давлением 0,45 МПа и со скоростью 10 м/c в течение 2 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132159A RU2748597C1 (ru) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Способ гидродробеструйного упрочнения деталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132159A RU2748597C1 (ru) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Способ гидродробеструйного упрочнения деталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2748597C1 true RU2748597C1 (ru) | 2021-05-27 |
Family
ID=76033988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020132159A RU2748597C1 (ru) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Способ гидродробеструйного упрочнения деталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748597C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995198A (en) * | 1984-09-17 | 1991-02-26 | Atlantic Richfield Company | Method for making a reflectance calibration plate having a near-Lambertian surface |
| RU2176184C2 (ru) * | 1999-12-06 | 2001-11-27 | Казаков Владимир Михайлович | Способ отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей с устройством для его осуществления |
| RU2219043C1 (ru) * | 2002-04-01 | 2003-12-20 | Закрытое акционерное общество "Волжский дизель им. Маминых" | Способ обработки зубчатого стыка кривошипной головки шатуна |
| RU2449878C2 (ru) * | 2009-09-07 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ обработки деталей |
-
2020
- 2020-09-30 RU RU2020132159A patent/RU2748597C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995198A (en) * | 1984-09-17 | 1991-02-26 | Atlantic Richfield Company | Method for making a reflectance calibration plate having a near-Lambertian surface |
| RU2176184C2 (ru) * | 1999-12-06 | 2001-11-27 | Казаков Владимир Михайлович | Способ отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей с устройством для его осуществления |
| RU2219043C1 (ru) * | 2002-04-01 | 2003-12-20 | Закрытое акционерное общество "Волжский дизель им. Маминых" | Способ обработки зубчатого стыка кривошипной головки шатуна |
| RU2449878C2 (ru) * | 2009-09-07 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ обработки деталей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rodríguez et al. | Surface improvement of shafts by the deep ball-burnishing technique | |
| Mahajan et al. | A review on ball burnishing process | |
| US7687112B2 (en) | Surface for reduced friction and wear and method of making the same | |
| US10619222B2 (en) | High fatigue strength components requiring areas of high hardness | |
| CN112756707B (zh) | 一种超高强度不锈钢齿轮表面复合强化方法 | |
| CN104451079B (zh) | 一种齿轮齿面喷丸强化精整方法 | |
| Soyama et al. | Fatigue strength improvement of gears using cavitation shotless peening | |
| CN113600637B (zh) | 一种无缝钢管及其制备方法 | |
| CN107110208B (zh) | 轴承构件及制造方法 | |
| Kumar et al. | Modified shot peening processes—A review | |
| JPH1029160A (ja) | 高硬度金属製品のショットピ−ニング方法及び高硬度金属製品 | |
| Groche et al. | Potential of mechanical surface treatment for mould and die production | |
| Krechetov et al. | The study of multiradius roller running process | |
| RU2748597C1 (ru) | Способ гидродробеструйного упрочнения деталей | |
| Qu et al. | Effect of ultrasonic nanocrystalline surface modification process on fretting wear behavior of laser surface textured 20CrMoH steel | |
| US20180156275A1 (en) | Method for producing rolling bearing rings and rolling bearing | |
| CN115709370B (zh) | 一种物体表面微米级织构的制备方法 | |
| Klumpp et al. | Mechanical surface treatments | |
| Fernández-Lucio et al. | Analysis of the influence of the hydrostatic ball burnishing pressure in the surface hardness and roughness of medium carbon steels | |
| Rautio et al. | Surface Roughness Improvement of Pbf-Lb Manufactured 316l with Dry Electropolishing | |
| Gilman et al. | Experience in the application of nitriding in a glow discharge to increase the efficiency of gear processing by the method of grinding | |
| Ma et al. | Injection water jet peening of carburised 18CrNiMo7-6 steel surfaces | |
| Kirichek et al. | Creating heterogeneous surface structures by static-pulsed treatment | |
| Huuki et al. | Process limitation of ultrasonic burnishing for commercially available martensitic stainless steel | |
| JPH10100069A (ja) | ショットピ−ニング方法及び処理物品 |