Способ обработки внутренних поверхностей вращения заготовок из сталей без термообработки

Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к тонким доводочным процессам обработки главным образом внутренних поверхностей вращения заготовок, материалом для которых служит сталь без термообработки, т.е. в состоянии поставки. В способе обработки внутренних поверхностей вращения заготовок из сталей без термообработки осуществляют поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости Ra=0,2...0,1 мкм и центробежную пневмовибродинамическую обработку деформирующими элементами, поверхность которых имеет параметр шероховатости Ra≤0,08 мкм. Обеспечивается достижение значения параметра шероховатости Ra<0,1 мкм на обрабатываемой внутренней поверхности вращения заготовок из сталей без термообработки.

 

Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к тонким доводочным процессам обработки, главным образом внутренних поверхностей вращения заготовок, материалом для которых служит сталь без термообработки, т.е. в состоянии поставки.

Известно, что при окончательной обработке методом поверхностного пластического деформирования (ППД) внутренних поверхностей вращения жестких заготовок получают параметр шероховатости Ra=0,8...0,1 мкм [1]. Изготовить поверхность с Ra<0,1 мкм традиционными способами ППД не представляется возможным.

Известен также способ обработки внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок из сталей без термоулучшения, включающий размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости Ra=0,25...0,16 мкм и центробежную пневмовибродинамическую обработку (ПВДО) деформирующими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости Ra<0,16 мкм [2].

Указанным способом тоже невозможно достичь на обрабатываемой внутренней поверхности вращения, для заготовок из сталей без термообработки, параметра Ra<0,1 мкм. Обусловлено это использованием в качестве деформирующих элементов стандартных шаров из стали ШХ 15 степени точности 100, поверхность которых имеет параметр шероховатости Ra=0,125 мкм.

Известно, что при шероховатости стальной поверхности Ra≥0,1 мкм полимер интенсивно изнашивается [3]. Поэтому для пар трения “полимер (резина) - сталь”, как, например, в гидроцилиндре, следует стремиться к изготовлению стальной поверхности с параметром шероховатости Ra<0,1 мкм.

Задачей изобретения является достижение значения параметра шероховатости Ra<0,1 мкм на обрабатываемой внутренней поверхности вращения у заготовок из сталей без термообработки.

Указанная задача решается способом, включающим размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами и центробежную пневмовибродинамическую обработку, в котором согласно изобретению осуществляют поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости Ra=0,2...0,1 мкм, и центробежную пневмовибродинамическую обработку деформирующими элементами, поверхность которых имеет параметр шероховатости Ra≤0,08 мкм.

Было установлено, что после ППД жестким роликовым накатником проведение центробежной ПВДО стандартными шарами из стали ШХ 15 степени точности 40 и менее, поверхность которых имеет Ra≤0,08 мкм, позволяет на обрабатываемой поверхности достигать параметра шероховатости Ra=0,07...0,085 мкм.

Пример. Финишная обработка внутренней цилиндрической поверхности гильзы гидроцилиндра, выполненная на токарно-винторезном станке мод. 16К20.

В качестве заготовки использовалась бесшовная горячекатаная труба (сталь 35 с твердостью НВ 187). Длина обработки 350 мм.

Внутренний диаметр d=100 Н7. Шероховатость поверхности отверстия по чертежу Ra=0,08 мкм.

В качестве деформирующих элементов при центробежной ПВДО применялись стандартные шары из стали ШХ 15 степени точности 40 диаметром 11,112 мм и 9,525 мм.

Шероховатость поверхности отверстия у партии заготовок после ППД жестким роликовым накатником составила Ra=0,13...0,2 мкм.

Режимы процесса окончательной центробежной ПВДО:

Частота вращения заготовки, n 200...500 мин^-1

Давление подводимого к инструменту сжатого

воздуха, Р 0,3...0,45 МПа

Подача инструмента (шаров), S 0,4...0,5 мм/об

Количество проходов инструментом, i 1

В результате обработки по предлагаемому способу на различных режимах достигается шероховатость обрабатываемой поверхности в пределах Ra=0,07...0,085 мкм. При этом данный способ обработки пригоден и для жестких и для нежестких заготовок.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 2./ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985, 496 с., с.402.

2. Патент РФ 2207241, МПК В 24 В 39/02, 2003.

3. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для студентов втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с., с.65.

Способ обработки внутренних поверхностей вращения заготовок из сталей без термообработки, включающий размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами и центробежную пневмовибродинамическую обработку, отличающийся тем, что осуществляют поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости Ra=0,2...0,1 мкм и центробежную пневмовибродинамическую обработку деформирующими элементами, поверхность которых имеет параметр шероховатости Ra≤0,08 мкм.