Рис.
11. Схема устройства для непрерывно-после- Рис. 12. Схема устройства для
еди-довательиой термомеханической поверхностной новременной
термомеханической обработки поверхностной
обработки
/ находятся индуктор 2 и узел, состоящий из накатывающего органа
3 и спрейера 4, расположенных в одной плоскости,
перпендикулярной оси вращения упрочняемой детали (рис.
11).
При использовании этих
устройств осуществляется способ непрерывно-последовательной ТМО
поверхностей деталей. Этот способ имеет, однако, ряд недостатков. Он
пригоден только для деталей с определенной минимальной длиной упрочняемой
поверхности, что обусловлено, как правило, последовательным
расположением элементов устройства. Кроме того, конфигурация
упрочняемого изделия должна обеспечивать свободный вход и выход через
элементы устройства. Другой их недостаток связан с невозможностью
обеспечения изотермических условий обработки. Поскольку индуктор должен
быть смещен с участка поверхности, который в следующий момент
подвергается деформации, трудно регулировать температуру этой зоны.
Недостатки, связанные с конструктивным несовершенством устройств,
описанных выше, отсутствуют в устройствах для единовременной
поверхностной ТМО. Принципиальная схема такого устройства приведена на
рис. 12 (А. с. № 310941).. В устройстве используется так называемая
секторная головка, в которой скомпонованы индуктор 2, накатывающий орган
3 и спрейер 4, расположенные в одной плоскости,
перпендикулярной оси упрочняемого изделия.
Такое устройство позволяет
реализовать на детали любые схемы поверхностной термомеханической
обработки или их сочетание путем различной последовательности и
продолжительности включения отдельных элементов устройства.
Геометрические параметры индуктора могут быть различными, но должны
обеспечивать равномерность прогрева упрочняемой детали на требуемую
глубину, которую можно регулировать изменением скорости нагрева и частоты
вращения детали.
По достижении на упрочняемом
участке необходимой температуры начинается процесс обкатки путем
включения деформирующего органа. Число обкатывающих элементов должно
обеспечить минимальные изгибающие напряжения в детали в процессе
деформации. В этом отношении предпочтения заслуживает симметричное
расположение деформирующих элементов (роликов, шариков) относительно оси
вращения упрочняемой детали.
Регулируемое охлаждение
поверхности детали осуществляется через спрейер, конструкция которого
должна обеспечивать равномерность и требуемую интенсивность
охлаждения.
Секторная головка (см. рис. 12)
была успешно применена в промышленной установке для ВТМПО коренных шеек
(диаметром 192 мм, шириной 34 мм) коленчатого вала дизельного
двигателя «ЯМЗ-240» [14, 21].
Термомеханическая обработка
может быть с успехом использована на машиностроительных заводах для
повышения долговечности упругих элементов ответственного назначения.
Приведем лишь несколько примеров.
При изготовлении крупных
цилиндрических пружин из стали 55С2 (диаметр прутка 30 мм, средний диаметр
пружины 170 мм, высота пружины 250 мм, число витков 5,5) была опробована
закалка непосредственно с навивочного нагрева [19]. После нагрева прутка
до 950° С последовательно проводили операции навивки пружин, подбивки
концов опорных витков, правки на высоту и закалку в воде. Серийная
технология предусматривала охлаждение пружин после навивки на воздухе и
закалку с повторного нагрева (850° С) в воде.
