Шарико-стержневой упрочнитель работает следующим образом. Ударник 3, получивший ударный импульс, например от бойка ручного пневмоударника, обеспечивает частоту импульса 50 Гц и передает его шарикам 4 в направлении обрабатываемой поверхности, а те, в свою очередь, — деформирующим элементам деформирующие элементы получают импульс отдачи, передают его шарикам 4, шарики — ударнику 3, ударник — бойку пневмоударника. Затем процесс продолжается по той же схеме до полной обработки поверхности изделия.
Рабочая часть деформирующих элементов (стержней), соприкасающаяся с обрабатываемой поверхностью, может быть выполнена сферической с определенным радиусом закругления. Такая конструкция ШСУ приемлема при обработке поверхностного слоя изделия с перепадом высот не более 5 мм на длине 20 мм. Для обработки поверхностей художественных изделий с большими перепадами высот была предложена конструкция ШСУ, в которой деформирующие элементы 2 выполнены в виде стержней с бойковой и контактной деформирующими частями), причем в последних предусмотрена цилиндрическая полость, в которую вмонтирована специальная вставка 5 из упругого материала с закрепленным в ней пучком инденторов 6 малого диаметра. Практика показала, что применение таких вставок с различным расположением в них инденторов различного сечения дает возможность технологически просто обрабатывать тонкие рельефы художественных изделий с перепадом высот до 15 мм.
Исследованиям подвергались два художественных изделия — пресс-папье «Лягушка» и «Ящерица», полученные из бронзы БрОФ-8-3 литьем по выплавляемым моделям. Изделие устанавливали в специальную колодку, а ШСУ прижимали к поверхности вручную. Обработка велась за один проход в течение 3—5 мин. Диаметр стержней во вставке принят равным 1,5 мм, диаметр шариков — 2 мм. Вначале были проведены сравнительные испытания бронзовых образцов на действие агрессивной среды, в качестве которой была использована морская вода с концентрацией солей 1,5—2 г/л. Одновременно было установлено влияние числа проходов ШСУ на время появления пленки на поверхности изделия. Оказалось, что для повышения устойчивости поверхности к появлению пленки для бронзового изделия, полученного литьем, достаточно одного — трех проходов ШСУ. Увеличение числа проходов инструмента приводит к резкому снижению сопротивления материала окислительным процессам из-за возникновения в нем технологических остаточных напряжений сжатия. Испытывались две партии образцов по пять штук каждая: без упрочняющей обработки и после обработки ШСУ. Фиксировался момент появления на поверхности образца серо-зеленого налета.
Полученные результаты свидетельствуют о возможности увеличения сроков сохранения первоначального цвета и состояния поверхностей художественных изделий из бронзы путем отделочно-упрочняющей обработки их с помощью ШСУ. Так, стойкость поверхностей бронзовых пресс-папье «Ящерица» и «Лягушка» к окислительным процессам после отделочно-упрочняющей обработки их предложенной конструкцией ШСУ увеличилась более чем в два раза.
Разрабатывая новые идеи, создавая оригинальные композиции, кафедра успешно решает и новые технологические задачи, возникающие при создании художественного произведения. В частности, следует отметить новый технологический процесс, предложенный доцентом Д. А. Раковской, по термоциклической сушке древесины, оказавшейся весьма удачным методом обработки для местных пород дерева.
Художественные работы, проводимые на кафедре, выполняются с участием студентов, начиная с первого курса под руководством профессионалов.
