СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
METHOD OF MACHINING

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения усталостных характеристик деталей.
Известен способ упрочнения деталей из жаропрочных сплавов, качество упрочнения достигается тем, что наклеп создается ударом детали о дробь, взвешенную в вязкой жидкости [а.с. №140585].
Недостатком описанного способа является недостаточно высокое качество упрочнения.
Известен способ обработки деталей микрошариками (а. с. №872595). Для повышения долговечности изделий широко применяются методы поверхностного пластинчатого деформирования (ППД) - обкатка роликами и шариками, дробе- и гидродробеструйная обработка с использованием стальных шариков, а также микрошариков. При упрочнении микрошариками диаметром 0,16-0,20 мм, благодаря их малой массе, обеспечивается высокая скорость полета рабочих шариков. При этом поверхностный слой формируется при скоростях деформации на 1-2 порядка выше. Это дает возможность получить достаточно высокую кинетическую энергию соударения движущихся шариков с обрабатываемой деталью и создать в поверхностном слое необходимый уровень остаточных напряжений.
Однако этот способ не дает глубокой и мощной эпюры остаточных напряжений.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ обработки деталей, основанный на том, что упрочнение осуществляют в два этапа: на первом этапе обрабатывают поверхность шариками, а затем микрошариками (а.с. №1453775).
Недостатком способа также является недостаточно высокое качество упрочнения.
Технический результат изобретения - повышение качества упрочнения поверхностей деталей различного размера и конфигурации за счет формирования благоприятной эпюры сжимающих остаточных напряжений с большой глубиной и максимумом на поверхности.
Технический результат достигается тем, что в способе обработки деталей, при котором осуществляют упрочнение деталей шариками и микрошариками, упрочнение одновременно проводят смесью шариков диаметром от 0,5 до 5 мм и микрошариков диаметром от 0,10-0,02 мм.
На рис.1 изображены схемы эпюр остаточных напряжений в поверхностном слое образцов. Так на эпюре А - упрочнение шариками, видно, что эпюра имеет подповерхностный максимум сжимающих остаточных напряжений, т.е. на поверхности, которая является наиболее ответственной за качество и долговечность детали, имеется спад остаточных напряжений.
ост
На эпюре В - упрочнение микрошариками показано δ, очевидно, что у поверхности наблюдается небольшое уменьшение остаточных напряжений.
ост.
поверх
ост
При обработке поверхности смесью шариков и микрошариков практически δ ≈δ.
Лопатки конкретного авиационного двигателя из титанового сплава ВТ-9 обрабатывались смесью шариков диаметром 2 мм и микрошариков 0,05 мм из стали ШХ15 твердостью HRC 60-64 в течение 5 мин при давлении 0,6МПа на дробеструйной установке. В результате в поверхностном слое сформировалась эпюра остаточных напряжений с максимумом на поверхности 380 МПа. Испытания на усталостную прочность показали ее прирост на 35%. С целью повышения пластичности материала упрочняемой детали в процессе самого упрочнения можно нагревать деталь (упрочнение с подогревом). Нагрев должен быть до температуры не выше начала структурно-фазовых превращений.