Dogniatanie/nagniatanie

bardzo precyzyjna obróbka wykończeniowa powierzchni o dowolnej geometrii

wszystkie gałęzie przemysłu, głównie przemysł maszynowy, motoryzacyjny i lotniczy

Dogniatanie to proces obróbki bezubytkowej polegający na wywieraniu nacisku na powierzchnię obrabianego przedmiotu przez elementy gniotące w postaci rolek, kulek, itd. Wzmocnienie lub utwardzenie warstwy wierzchniej przedmiotu uzyskuje się wskutek przemian mechanicznych wywołanych zgniotem.

Podczas dogniatania następuje uplastycznienie warstwy wierzchniej obrabianego przedmiotu. W punkcie styku siła dogniatająca wywołuje naprężenia kontaktowe w warstwie wierzchniej materiału. Jeśli wartość tych naprężeń przekroczy granicę plastyczności, materiał w pobliżu powierzchni zaczyna płynąć. Następnie część warstwy wierzchniej odkształcona sprężyście oddziałuje na część warstwy odkształconej plastycznie powodując jej ściskanie i przemieszczenie.

Ze względu na charakter oddziaływania elementów gniotących na powierzchnię, dogniatanie dzieli się na:

statyczne – siły dogniatania są niezmienne i działają na przedmiot przez elementy gniotące pozostające w ciągłym styku z przedmiotem obrabianym. Wśród technik dogniatania statycznego wyróżnia się:

  • dogniatanie ślizgowe – gładki element nagniatający (najczęściej diament) dociskany jest do powierzchni obrabianej z odpowiednią siłą i przemieszcza się po jej powierzchni, wywołując w strefie dogniatania tarcie ślizgowe i odkształcenia plastyczne nierówności powierzchni.
  • dogniatanie toczne – w trakcie procesu elementy (krążki, kulki, rolki) toczą się po obrabianej powierzchni przedmiotu pod obciążeniem statycznie działających sił naporu.

dynamiczne – siły dogniatania zmieniają się okresowo, a elementy gniotące nie pozostają w ciągłym styku z przedmiotem obrabianym. Wśród technik dogniatania dynamicznego wyróżnia się:

  • dogniatanie (kulowanie) uderzeniowe skoncentrowane – proces ten polega na cyklicznym skoncentrowanym uderzaniu powierzchni obrabianej przez wirujące elementy dogniatające w postaci kulek, krążków lub trzpieni.
  • dogniatanie (kulowanie) uderzeniowe rozproszone – proces polega na uderzaniu powierzchni obrabianej strumieniem kulek poruszających się z dużą prędkością, nadawaną im przez wyrzutnik wirnikowy lub sprężone powietrze.
  • możliwość uzyskania powierzchni o bardzo małej chropowatości oraz dużych promieniach zaokrągleń wierzchołków i wrębów (większych niż po szlifowaniu)
  • duży udział materiałowy profilu nierówności (ok. 90%)
  • duża obciążalność powierzchni gwarantująca znaczną trwałość pasowań i połączeń (np. wtłaczanych)
  • brak twardych odprysków narzędzi (ziaren ścierniwa; cząstek narostu) i wiórów na powierzchni poddanej dogniataniu
  • dobra przyczepność i równomierność nakładanych galwanicznie twardych powłok
  • zwiększenie twardości poprzez wytwarzanie w warstwie wierzchniej zgniotu trwałych naprężeń wewnętrznych ściskających
  • zwiększenie odporności na działanie czynników eksploatacyjnych np. ścieranie; zmęczenie postaciowe i powierzchniowe; korozja powierzchniowa
  • mały współczynnik tarcia i dobra przyczepność środków smarujących do powierzchni obrobionych dogniataniem
  • duże bezpieczeństwo pracownika podczas pracy (niska temperatura oraz całkowity braku wiórów; szkodliwych pyłów czy iskier)
  • mała dokładność wymiarowo-kształtowa (szczególnie dogniatanie naporowo sprężyste; które nie poprawia zasadniczo dokładności po obróbce poprzedzającej)
  • ograniczenie twardości materiału obrabianego (w przypadku dogniatania tocznego elementami stalowymi praktycznie do ok. 45 HRC)
  • możliwość wystąpienia łuszczenia się powierzchni dogniatanej przy stosowaniu dużych sił docisku podczas procesu obróbki
  • ze względu na możliwość wystąpienia stref nierównomiernego zgniotu konieczność starannej (brak zadziorów i narostu) oraz dokładnej obróbki poprzedzającej dogniatanie
  • występowanie błędów technologicznych w przekroju osiowym przedmiotu (np. rozgniatanie stref wprowadzenia i wyprowadzenia dogniataka z otworu oraz sfałdowań materiału i deformacji krawędzi)
  • hałaśliwość pracy większości narzędzi do dogniatania dynamicznego
  • stale
  • metale nieżelazne
  • stopy metali nieżelaznych
  • łopaty turbin
  • narzędzia do dogniatania
  • oprzyrządowanie
  • stanowisko do dogniatania dynamicznego (np. wyrzutnik wirnikowy lub pneumatyczny)
  • szkolenie w zakresie technik obróbki wykończeniowej
  • szkolenie w zakresie technik obróbki skrawaniem

Zużycie wody

Zużycie energii

Wytwarzane odpady

Konkurencyjność

Użyteczność

Wpływ środowiskowy

  • Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie
  • Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
  • Politechnika Opolska
  • Politechnika Poznańska
  • Brak