Способ обработки внутренней поверхности втулки
Владельцы патента RU 2572675:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина" (RU)
Изобретение относится к обработке внутренней поверхности втулки. Осуществляют электроконтактный нагрев и дорнование внутренней поверхности втулки посредством дуплексного инструмента в виде контактно-разогревающего инструмента и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента. За дуплексным инструментом располагают войлочную втулку, пропитанную антифрикционным составом. Используют контактно-разогревающий инструмент, выполненный фасонным с одной рабочей и тремя установочными поверхностями. В результате повышается твердость и глубина упрочненной внутренней поверхности втулки, улучшается отвод тепла из зоны контакта дуплексного инструмента и обрабатываемой поверхности.
Изобретение относится к области металлообработки, а также к ремонтному производству и может быть использовано при упрочнении трибонагруженной части внутренних поверхностей.
Известен способ сборки деталей с натягом [Патент №2305028 RU, опубл. 27.08.2007, Бюл. №24, кл. B23P 11/02; B23P 19/02; B24B 39/02], включающий установку втулки в охватывающую деталь с технологическим натягом и деформирование путем дорнования внутренней поверхности втулки для создания монтажного натяга в соединении втулки и охватывающей детали, при этом согласно изобретению производят электроконтактный нагрев внутренней поверхности втулки и последующее ее дорнование, в процессе которого осуществляют сглаживание шероховатости внутренней поверхности втулки, при этом электроконтактный нагрев и дорнование внутренней поверхности втулки осуществляют посредством дуплексного инструмента в виде контактно-разогревающего инструмента, установленного из условия обеспечения нагрева кольцевой области контакта внутренней поверхностью втулки с упомянутым контактно-разогревающим инструментом, и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента, установленного с натягом, равным 0,8 мм.
Известный способ обладает следующими недостатками:
- непроизводительные затраты энергии за счет контакта инструмента по всей длине окружности;
- малая глубина и невысокая твердость упрочненной поверхности;
- недостаточный отвод тепла из зоны контакта;
- способом не предусмотрено повышение антифрикционных свойств поверхности отверстия.
Целью изобретения является снижение энергопотребления, повышение твердости и глубины упрочненной внутренней поверхности втулки, улучшение антифрикционных свойств внутренней поверхности втулки.
Технический результат достигается тем, что контактно-разогревающий инструмент выполняют фасонным, содержащим одну рабочую и три установочные поверхности, причем установочные поверхности выполняют с меньшей площадью контакта. Инструмент устанавливают из условия обеспечения местного нагрева внутренней поверхности отверстия в сегментной области контакта. Следом за дуплексным инструментом располагают войлочную втулку, пропитанную антифрикционным составом.
Известно, что в процессе трения отверстия и установленного в него вала, испытывающего одностороннюю радиальную нагрузку, участвует не вся поверхность отверстия, так как сопряжение вал - отверстие имеет, как правило, посадку с зазором, следовательно, износ отверстия происходит в местах, испытывающих наибольшую контактную нагрузку. Для уменьшения износа поверхности отверстий, диаметр которых меньше 50 мм, в основном применяется дорнование, также выгодно зарекомендовал себя способ электромеханического дорнования (ЭМД), сочетающий в себе положительные стороны дорнования и электромеханической обработки, позволяющий за один проход получить шероховатость обработанной поверхности отверстия Ra=0,25…0,05 мкм и твердость поверхности 55…62 HRC на глубине до 0,35 мм. Предложенный способ позволяет производить упрочнение подвергнутых износу участков отверстия тем самым снизить энегозатраты при упрочнении.
В условиях кафедры «Материаловедение и технология машиностроения» Ульяновской ГСХА изготовлено приспособление для обработки отверстия втулки, которое содержит дуплексный инструмент в виде контактно-разогревающего инструмента, выполненного фасонным из безоловянистой бронзы и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента, установленного с натягом, равным 0,3 мм. Для нанесения антифрикционного покрытия за дуплексным инструментом расположена втулка, выполненная из войлока. Втулка пропитывалась технологическим составом.
В качестве образца из стали 45 ГОСТ 1050-94 изготавливалась втулка с наружным диаметром 40 мм, внутренним диаметром 25 мм и высотой 30 мм. Инструмент подводится к внутренней поверхности втулки. Через место контакта дуплексного инструмента с внутренней поверхности втулки пропускается ток плотностью j=250…300 А/мм2. В результате этого контактирующие поверхности контактно-разогревающего инструмента с внутренней поверхностью втулки разогреваются до температуры 900…1000°C, при последующем осевом перемещении инструмента относительно оси отверстия втулки происходит мгновенный отвод тепла. В результате этого происходит закалка обрабатываемого участка внутренней поверхности втулки. Одновременно в едином цикле за контактно-разогревающим инструментом перемещается деформирующе-калибрующий инструмент с натягом, равным 0,3 мм, и при помощи войлочной втулки, пропитанной технологическим составом, в который входит медь хлорная - 5…10%, антраниловая кислота - 5…10%, стеариновая кислота - 0,5%, вода дистиллированная - 10%, дисульфид молибдена - 1…5%, ацетамин - 5%, мочевина - 1%, глицерин - остальное, наносится антифрикционное покрытие. В результате происходит сглаживание шероховатости обрабатываемой поверхности, исправление отклонений от геометрической формы в продольном и поперечном сечении и одновременно улучшение антифрикционных характеристик внутренней поверхности втулки.
В процессе обработки за одну операцию производится местное упрочнение внутренней поверхности втулки, исправление отклонений от геометрической формы в продольном и поперечном сечении, сглаживание шероховатости и улучшение триботехнических характеристик внутренней поверхности втулки.
Способ обработки внутренней поверхности втулки, включающий электроконтактный нагрев внутренней поверхности втулки и ее последующее дорнование, при этом электроконтактный нагрев и дорнование внутренней поверхности втулки осуществляют посредством дуплексного инструмента в виде контактно-разогревающего инструмента и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента, отличающийся тем, что используют контактно-разогревающий инструмент, выполненный фасонным с одной рабочей и тремя установочными поверхностями, причем установочные поверхности выполняют с меньшей площадью контакта, причем дуплексный инструмент устанавливают из условия обеспечения местного нагрева внутренней поверхности втулки в сегментной области контакта, а следом за дуплексным инструментом располагают войлочную втулку, пропитанную антифрикционным составом.
