Упрочняюще-чистовая обработка

Впервые информация об ультразвуковом способе обработки появилась в работах профессора И.И. Муханова в 1964 году. В на-стоящее время в России оборудование для ультразвукового метода обработки производят несколько организаций. Значительных до-стижений в данном направлении добился «Северо-западный центр ультразвуковых технологий» под руководством доктора технических наук, профессора Ю.В. Холопова. Другое название этого способа металлообработки – безабразивная ультразвуковая финишная об-работка (БУФО).

Ультразвуковая обработка применяется после чистовой токарной обработки. Ультразвуковой инструмент, зажатый в резцедержателе универсального токарного станка, под действием статической силы, создаваемой прижимом, и динамической силы, создаваемой ультразвуковой колебательной системой, пластически деформирует

и упрочняет поверхностный слой детали, увеличивает микротвер-дость, снимает остаточные макро- и микронапряжения, сглаживает неровности поверхности и создает в итоге улучшенный поверхност-ный слой с регулярным характером микрорельефа (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Ультразвуковая импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей: а – упрочнение цилиндрической детали на токарном станке;

б – инструмент для обработки внешних поверхностей;

в – для обработки внутренних поверхностей

В результате применения данного способа микротвердость по-верхности возрастает на 30…300 %, а шероховатость снижается

в два раза. Такое качество поверхности можно получать не только на термически обработанных и сырых сталях, но и на чугунах, цветных металлах и сплавах.

Толщина наклепа после ультразвуковой обработки может быть до 0,1 мм. Оптимально сочетая статическую и динамическую составля-ющую силы ультразвуковой обработки, можно превысить предел те кучести обрабатываемого металла и тем самым проводить коррекцию геометрии обрабатываемой детали, т. е. осуществлять правку.

Отсутствие внедренных в поверхность деталей зерен абразива увеличивает до двух раз срок службы сопряженных деталей (пар скольжения, уплотнительных сальников, сальниковой набивки и т. д.). К тому же регулярный микрорельеф повышает свойство удержания обработанной поверхностью масел и смазок, что улучшает коррозионную устойчивость обработанной поверхности.

Перечисленные свойства доказывают, что детали машин и ме-ханизмов, подвергнутые ультразвуковой импульсной упрочняюще-чистовой обработке, имеют большую износостойкость, циклическую, контактную, усталостную прочность, чем после шлифования, обкатывания шаром и других финишных способов обработки по-верхности деталей.