Термообработка деталей после механической обработки

Термообработка деталей после механической обработки применяется для повышения прочности, твёрдости и износостойкости металла, а также для снятия внутренних напряжений. Она может выполняться после точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания зубьев и других операций.

Компания «Интех» организует термообработку деталей по чертежам и техническим требованиям заказчика. Операция может входить в полный производственный цикл, включающий изготовление заготовки, механическую обработку, упрочнение, шлифование и итоговый контроль.

Зачем нужна термообработка после механообработки

При резании металла с поверхности заготовки удаляется значительный слой материала. Неравномерное распределение припусков, нагрев в зоне резания и изменение формы изделия могут привести к появлению внутренних напряжений. После снятия детали со станка они иногда вызывают коробление, изменение размеров или нарушение соосности.

Термообработка после механической обработки позволяет:

• повысить твёрдость рабочих поверхностей;
• увеличить сопротивление трению и износу;
• снять остаточные внутренние напряжения;
• стабилизировать размеры детали;
• подготовить изделие к финишному шлифованию;
• получить характеристики, указанные в чертеже;
• увеличить срок службы готового изделия.

Необходимость операции определяется маркой материала, конструкцией детали и условиями её эксплуатации.

Когда выполняется термообработка

Место термообработки в технологическом маршруте зависит от требуемого результата. В одних случаях она проводится после черновой обработки, а окончательные размеры формируются позднее. В других ситуациях упрочняется почти готовая деталь с небольшими припусками на последующее шлифование.

Типовая последовательность может выглядеть следующим образом:

1. подготовка заготовки;
2. черновое точение или фрезерование;
3. снятие внутренних напряжений;
4. получистовая механическая обработка;
5. закалка, цементация или азотирование;
6. финишное шлифование;
7. контроль размеров и твёрдости.

Точный порядок операций определяется до начала производства. Это позволяет правильно распределить припуски и снизить риск выхода размеров за пределы допуска.

Какие способы обработки применяются

Закалка и отпуск

Закалка используется для повышения твёрдости и прочности металла. После быстрого охлаждения обычно проводится отпуск, снижающий внутренние напряжения и хрупкость изделия.

Такой способ подходит для валов, осей, втулок, шестерён, крепежа, элементов оснастки и других нагруженных деталей.

Закалка ТВЧ

Закалка токами высокой частоты позволяет упрочнить отдельные участки изделия: шейки валов, зубья шестерён, посадочные поверхности, направляющие и рабочие кромки.

Основная часть детали при этом сохраняет более вязкую структуру, способную воспринимать ударные и переменные нагрузки.

Отпуск для снятия напряжений

После интенсивного точения, фрезерования или сварки в металле могут сохраняться напряжения. Нагрев до заданной температуры с последующим контролируемым охлаждением помогает уменьшить их влияние на геометрию изделия.

Операция особенно актуальна для длинных валов, корпусных деталей, плит, рам и изделий с неравномерными сечениями.

Цементация

Цементация применяется для деталей, которым требуется твёрдый износостойкий наружный слой и более вязкая сердцевина. После насыщения поверхности углеродом выполняются закалка и отпуск.

Технология используется при производстве шестерён, валов-шестерён, осей, пальцев и других элементов механизмов.

Азотирование

Азотирование повышает поверхностную твёрдость и устойчивость к износу без резкого охлаждения. Благодаря этому риск значительного изменения размеров обычно ниже, чем при объёмной закалке.

Основные посадочные размеры и требуемая шероховатость обычно формируются до азотирования.

Какие детали принимаются в работу

Термообработка может применяться после изготовления различных деталей машин, станков, приводов и промышленного оборудования.

• валов и осей;
• шестерён и зубчатых колёс;
• втулок, колец и фланцев;
• штоков, пальцев и плунжеров;
• шпинделей и направляющих;
• корпусных деталей;
• пуансонов, матриц и штампов;
• элементов пресс-форм;
• крепежных изделий;
• запчастей производственного оборудования.

Перед запуском оцениваются размеры изделия, равномерность сечений, наличие отверстий, пазов, резьбы и тонкостенных участков. Эти особенности могут влиять на поведение металла при нагреве и охлаждении.

Изменение размеров после термообработки

Нагрев и охлаждение сопровождаются структурными изменениями материала. Из-за этого могут измениться диаметр, длина, прямолинейность, плоскостность, биение или соосность поверхностей.

Чтобы учесть возможные отклонения, заранее предусматриваются:

• припуски под последующее шлифование;
• промежуточное снятие напряжений;
• равномерная черновая обработка;
• правильное размещение изделия при нагреве;
• контроль геометрии между операциями;
• правка детали при необходимости.

Для изделий с точными посадками окончательные размеры целесообразно получать после завершения термического цикла.

Механическая обработка после упрочнения

После закалки, цементации или другой термообработки поверхность металла становится твёрже. Обычное точение или фрезерование в таких условиях может быть затруднено, поэтому для окончательной доводки чаще применяется шлифование.

После термообработки могут выполняться:

• круглое наружное шлифование;
• внутреннее шлифование отверстий;
• плоское шлифование;
• зубошлифование;
• доводка посадочных поверхностей;
• полирование рабочих участков.

Припуски под эти операции указываются в чертеже или согласовываются при разработке технологического маршрута.

Контроль качества готовых деталей

После завершения производственного цикла проверяется соответствие изделия технической документации. Состав контрольных операций зависит от назначения детали и установленных требований.

Могут контролироваться:

• поверхностная или объёмная твёрдость;
• глубина упрочнённого слоя;
• линейные и диаметральные размеры;
• прямолинейность и плоскостность;
• радиальное и торцевое биение;
• соосность поверхностей;
• шероховатость;
• отсутствие трещин и других дефектов.

Для серийных заказов отдельно согласовываются контроль первой детали и порядок проверки готовой партии.

Что требуется для расчёта

Для определения технологии и стоимости необходимо предоставить:

• чертёж, эскиз или трёхмерную модель;
• марку материала;
• размеры и массу детали;
• количество изделий;
• уже выполненные механические операции;
• требуемую твёрдость;
• глубину упрочнённого слоя;
• допуски на изменение геометрии;
• необходимость последующего шлифования.

Если деталь поступает после обработки у другого исполнителя, желательно также предоставить сведения о состоянии материала и ранее проведённых термических операциях.

От чего зависит стоимость работ

Цена термообработки деталей после механической обработки рассчитывается индивидуально. На неё влияют:

• марка и исходное состояние металла;
• габариты и масса изделия;
• сложность геометрии;
• выбранный способ обработки;
• требуемая твёрдость и глубина слоя;
• количество деталей в партии;
• необходимость защиты отдельных поверхностей;
• последующее шлифование и доводка;
• объём контрольных операций.

Для предварительного расчёта направьте чертёж и укажите материал, количество изделий и необходимые характеристики готовой детали.

Полный цикл изготовления деталей

Компания «Интех» может организовать комплексное производство изделий: подготовку заготовки, токарную и фрезерную обработку, нарезание зубьев или шлицов, термообработку, шлифование и итоговый контроль.

Чтобы заказать термообработку после механической обработки, направьте техническую документацию и сведения о выполненных операциях. После анализа исходных данных специалисты определят подходящий технологический маршрут и рассчитают стоимость работ.