Способ обработки полых цилиндров



Способ обработки полых цилиндров
Способ обработки полых цилиндров
Способ обработки полых цилиндров

 


Владельцы патента RU 2606145:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Сверлят отверстие спиральным сверлом. Осуществляют дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом, равным не менее 5% от его диаметра, путем последовательного проталкивания однозубых дорнов возрастающего диаметра. Удаляют наплывы металла на торцах цилиндров и производят их осевое пластическое сжатие со степенями деформации 0,5…1,5%. Осуществляют дополнительное дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом, равным до 1% от его диаметра, путем проталкивания однозубого дорна. В результате обеспечивается снижение остаточных напряжений в полых цилиндрах. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке деталей типа полых цилиндров преимущественно малых диаметров.

Известен способ обработки полых цилиндров (Проскуряков Ю.Г. Дорнование отверстий. - М. - Свердловск: МАШГИЗ, с. 111), при котором отверстие растачивают, а затем производят его дорнование однозубым дорном с натягом до 1% от диаметра отверстия.

Недостатком известного способа обработки полых цилиндров является то, что его нельзя использовать для обработки полых цилиндров с глубоким отверстием малого диаметра (d≤5 мм, l/d≥3, где l - глубина отверстия), так как растачивание такого отверстия становится практически невозможным.

Известен способ обработки полых цилиндров (Скворцов В.Ф., Арляпов А.Ю. Дорнование глубоких отверстий малого диаметра. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005, с. 74-76), взятый в качестве прототипа, при котором отверстие сверлят спиральным сверлом, а затем осуществляют дорнование отверстия с натягом не менее 5% от его диаметра путем последовательного проталкивания однозубых дорнов возрастающего диаметра.

Недостатком известного способа обработки полых цилиндров является чрезмерно высокий уровень вызываемых дорнованием остаточных напряжений. Окружные сжимающие остаточные напряжения у поверхности отверстия близки к пределу текучести σ0,2 материала цилиндров. При эксплуатации происходит релаксация и перераспределение остаточных напряжений, которые сопровождаются деформациями и снижением точности полых цилиндров.

Задача изобретения - снижение остаточных напряжений в обработанных дорнованием полых цилиндрах.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе отработки полых цилиндров, при котором сверлят отверстие спиральным сверлом и осуществляют путем последовательного проталкивания однозубых дорнов возрастающего диаметра дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом не менее 5% от его диаметра, после дорнования с указанным натягом удаляют наплывы металла на торцах цилиндров, производят их осевое пластическое сжатие со степенями деформации 0,5…1,5%, а затем дополнительно выполняют дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом до 1% от его диаметра путем проталкивания однозубого дорна.

На фиг. 1 и 2 представлена схема основных операций, предусмотренных предлагаемым способом. На фиг. 1 изображена схема дорнования отверстия полого цилиндра, на фиг. 2 - схема его пластического сжатия. На фиг. 1 и 2 обозначено: 1 - полый цилиндр; 2 - жесткая опора; 3 - дорн; 4 - толкатель дорна; 5 - неподвижная плита; 6 - подвижная плита (направление рабочего перемещения дорна и подвижной плиты показано стрелками).

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В цилиндрах спиральным сверлом сверлят отверстие. Далее производят дорнование отверстия цилиндров по схеме сжатия путем последовательного проталкивания однозубых дорнов возрастающего диаметра. При этом для обеспечения высокой точности отверстия, малой шероховатости его поверхности и практически максимально достижимого упрочнения поверхностного слоя натяг дорнования принимают не менее 5% от диаметра отверстия, который распределяют между дорнами в соответствии с известными рекомендациями, уменьшая натяг от первого дорна к последнему (Проскуряков Ю.Г. Технология упрочняюще-калибрующей и формообразующей обработки металлов. - М.: Машиностроение, 1971, с. 80-82). После этого с торцов цилиндров удаляют образовавшиеся при дорновании наплывы металла, например, путем плоского шлифования, а затем для снижения возникающих при дорновании с указанным натягом чрезмерно высоких остаточных напряжений в цилиндрах последние подвергают осевому пластическому сжатию со степенями деформации 0,5…1,5%. Для повышения точности отверстий после пластического сжатия полых цилиндров и формирования вокруг отверстий сжимающих окружных остаточных напряжений, значительно меньших предела текучести σ0,2 материала цилиндров, дополнительно выполняют дорнование отверстий по схеме сжатия с натягом до 1% от его диаметра путем проталкивания однозубого дорна.

Предлагаемый способ испытан при обработке полых цилиндров из стали 50 (σ0,2=470 МПа). Диаметр отверстия цилиндров составлял 5 мм, их наружный диаметр 15 мм, длина 30 мм. Для испытаний использовано 15 цилиндров. Отверстия в цилиндрах получают путем сверления спиральным сверлом на токарном станке. Дорнование отверстий выполняют по схеме сжатия однозубыми дорнами из твердого сплава ВК8 с помощью специального приспособления на универсальной испытательной машине УМЭ-10ТМ. Углы конусов дорнов составляют 6°, ширина соединяющей их ленточки - 3 мм. Скорость дорнования составляет 50 мм/мин. В качестве смазочного материала применяют жидкость МР-7. Дорнование отверстий после сверления выполняют двумя дорнами: диаметром 5,250 мм и 5,298 мм. Возникшие после дорнования наплывы металла на торцах цилиндров удаляют путем плоского шлифования. Пластическое сжатие цилиндров выполняют при помощи специального приспособления на механическом прессе. Для снижения трения торцы полых цилиндров смазывают смесью жидкости МР-7 с дисульфидом молибдена. Дополнительное дорнование отверстий цилиндров осуществляют дорном диаметром 5,304 мм, при этом режимы и условия дорнования остаются такими же, как при дорновании отверстий после сверления.

Остаточные напряжения в цилиндрах определяют методом Закса с использованием формул И.А. Биргера (Биргер И.А. Остаточные напряжения. - М.: МАШГИЗ, 1963, с. 157-159). В соответствии с этим методом с внутренней поверхности цилиндров на электроэрозионном проволочно-вырезном станке с ЧПУ последовательно удаляют слои металла толщиной около 0,7 мм и измеряют возникающие при этом изменения наружного диаметра и длины цилиндров. Измерения диаметра наружной поверхности выполняют на ультраоптиметре фирмы «Carl Zeiss Jena» (ФРГ) с ценой деления 0,0002 мм. Длину цилиндров измеряют с помощью микрокатора с ценой деления 0,0005 мм, закрепленного на стойке. Диаметр отверстий полых цилиндров после предусмотренных предлагаемым способом операций измеряют нутромером фирмы «Carl Zeiss Jena» (ФРГ) с ценой деления 0,002 мм.

Результаты испытаний предлагаемого способа представлены в таблице. Причем в ней даны сведения только об окружных остаточных напряжениях, которые по абсолютной величине значительно превышают радиальные и осевые остаточные напряжения.

Из таблицы видно, что уже при пластическом сжатии цилиндров на 0,5% окружные остаточные напряжения по абсолютной величине снижаются с -284 МПа до -120 МПа. При пластическом сжатии на 1% эти напряжения становятся равными -75 МПа. При этом наряду со снижением окружных остаточных напряжений уменьшается точность диаметра отверстий: при сжатии на 0,5% рассеивание диаметров отверстий увеличивается с 0,009 мм до 0,012 мм, а при сжатии на 1% оно возрастает до 0,015 мм. При дополнительном дорновании отверстий точность отверстий восстанавливается (рассеивание его диаметров становится равным 0,008 мм), а окружные остаточные напряжения у поверхности отверстия независимо от степени деформации при сжатии составляют -177 МПа.

Таким образом, предлагаемый способ обработки полых цилиндров по сравнению с известным позволяет уменьшить по абсолютной величине окружные остаточные напряжения в них с -284 МПа до -177 МПа, то есть в 1,6 раза. Это дает возможность снизить деформации цилиндров при эксплуатации, повысить их точность и надежность.

Способ обработки полых цилиндров, включающий сверление отверстия спиральным сверлом и дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом, равным не менее 5% от его диаметра, путем последовательного проталкивания однозубых дорнов возрастающего диаметра, отличающийся тем, что после дорнования удаляют наплывы металла на торцах цилиндров и производят их осевое пластическое сжатие со степенями деформации 0,5…1,5%, а затем дополнительно выполняют дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом, равным до 1% от его диаметра, путем проталкивания однозубого дорна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к инструментам для чистовой обработки отверстий деталей. Дорн содержит основание, калибрующий зуб и упрочняющий зуб, выполненный с возможностью подачи смазки в зону обработки.
Изобретение относится к финишной обработке внутренних поверхностей нежестких заготовок гильз гидроцилиндров. Осуществляют лезвийную и затем пневмоцентробежную обработку внутренней поверхности гильзы.

Изобретение относится к упрочнению деталей машин. Устройство для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозного отверстия детали содержит опору, по меньшей мере два деформирующих элемента в виде конических роликов, прижим с отверстием, в котором установлено зубчатое колесо, венец зубчатого колеса, выполненный на одном из концов опоры, упор и шток с резьбовой частью.

Изобретение относится к устройствам для упрочняющей и калибрующей обработки отверстий. Устройство содержит корпус с установленной на нем втулкой, внутри которой размещен стакан, дорн из магнитного материала и штанга.
Изобретение относится к упрочнению внутренних поверхностей отверстий деталей. Осуществляют перемещение дорна вдоль оси отверстия детали.

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Выполняют бурты у торцев цилиндров.
Изобретение относится к упрочнению отверстий деталей. Осуществляют перемещение дорна вдоль оси отверстия и формируют на поверхности отверстия упрочненные кольцевые участки с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия.
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.

Изобретение относится к устройствам для выглаживания отверстий в деталях. Устройство содержит корпус с пазами, ножку, оправку, алмазный выглаживающий инструмент, пару центральных и две пары концевых рычагов, установленных в корпусе, стержни, расположенные в пазах корпуса, ползуны и штанги, на которых установлены инерционные грузы.

Изобретение относится к электромеханическому дорнованию гладких цилиндрических отверстий деталей. Инструмент содержит толкатель, оправку, токоизоляционную втулку, изолирующую втулку, калибрующий зуб и направляющую гайку.

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Выполняют бурты у торцев цилиндров.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления и обработки гидроцилиндров, используемых в различных машинах и механизмах. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления и обработки гидроцилиндров, используемых в различных машинах и механизмах. .
Изобретение относится к области производства котлов пищеварочных. .

Изобретение относится к защитным металлическим трубкам для защиты оптоволоконных и медных кабелей. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано на заводах, изготавливающих дизели, например Д100, втулки и рубашки цилиндров для запасных частей.
Изобретение относится к области комбинированной обработки металлов и может быть использовано при изготовлении металлических колпачков из рулонов фольги для укупорки изделий медицинской и пищевой промышленности.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на трубопрокатных агрегатах, имеющих в своем составе станы винтовой прокатки и станы горячего волочения или проталкивания, использующие стакановидную заготовку.

Изобретение относится к литейному машиностроению, а именно к литейным стержневым пескодувным машинам. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке гильз ДВС. .
Наверх