Научная статья на тему 'Обработка изделий из бронзы пневмоцентробежным раскатником'

Обработка изделий из бронзы пневмоцентробежным раскатником Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
103
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Антонова Е. Н.

В данной статье приведены результаты по обработке тонкостенных втулок из бронзы шариковым пневмораскатником. Рассмотрено влияние некоторых конструктивных и технологических параметров на качество обработанной поверхности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Антонова Е. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Processing of bronze items by a pneumocentrifugal rolling

In the given article the outcomes of processing of bronze thin-wall bushes by a ball pneumatic rolling are adduced. Influence of some design and technological parameters on the processed surface quality is reviewed.

Текст научной работы на тему «Обработка изделий из бронзы пневмоцентробежным раскатником»

УДК 628.83 Е.Н. Антонова

ОБРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ БРОНЗЫ ПНЕВМОЦЕНТРОБЕЖНЫМ РАСКАТНИКОМ

В данной статье приведены результаты по обработке тонкостенных втулок из бронзы шариковым пневмораскатником. Рассмотрено влияние некоторых конструктивных и технологических параметров на качество обработанной поверхности.

При обработке тонкостенных деталей из цветных материалов после алмазного растачивания не всегда обеспечивается необходимое качество поверхности. Согласно [2], имеются возможности повысить качество обрабатываемой поверхности методом пневмовибродинамической обработки (ПВДО).

Влияние конструктивных и технологических параметров инструмента на качество обрабатываемой поверхности бронзовых втулок малых головок шатунов, диаметром 45 мм, изготовленных из бронзы БрОЦС-5-5-5, исследовалось с помощью экспериментальной конструкции.

Экспериментальная конструкция пневмораскатника диаметром 45 мм состоит из корпуса, колец, установленных на нем и образующих камеру расширения, в которой размещаются деформирующие шары диаметром 9,5 мм. Кольца на корпусе фиксируются с помощью гайки.

Корпус был изготовлен в различных исполнениях: один - с четырьмя соплами с диаметром 2 мм, два других - с шестью соплами с диаметрами сопл 1,5 и 2 мм соответственно.

Предварительные эксперименты показали, что при обработке втулок пневмора-скатником с четырьмя соплами при давлении воздуха в осевой полости инструмента 0,2 МПа и подаче 104 мм/мин за два прохода шероховатость поверхности Яа уменьшилась с 2,2 до 0,8 мкм, поэтому в дальнейшем инструмент был снабжен корпусами с шестью соплами.

Влияние исходной шероховатости поверхности, минутной подачи и количества проходов на изменение шероховатости после пневмоцентробежной обработки исследовалось с применением однофакторных экспериментов.

Инструментом с шестью соплами диаметром 2 мм при давлении воздуха Р = 0,1 МПа и минутной подачей Б = 104 мм были обработаны втулки с исходной шероховатостью поверхности Яа = 2,4...6,9 мкм, причем половина длины втулки обрабатывалась за два прохода.

Другие втулки с исходной шероховатостью поверхности Яа = 1,5 .1,8 мкм были обработаны инструментом с шестью соплами диаметром 1,5 мм при давлении воздуха Р = 0,2 МПа при различных значениях минутной подачи Б = 15,6.104 мм/мин.

С целью интенсификации процесса обработки с учетом рекомендаций [2] был изготовлен двухрядный пневмораскатник диаметром 45 мм согласно [3].

Инструмент (рис. 1) состоит из снабженного осевым каналом корпуса 1, сборного с внутренней полостью и расположенными под углом к оси инструмента торцевыми поверхностями кольца 2, неподвижно установленного на корпусе 1; колец 3 и 4, расположенных на корпусе 1 и образующих совместно с кольцом 2 конические кольцевые камеры расширения 5 с размещенными в них свободно деформирующими шарами 6. В кольцах 2.4 для подвода рабочей среды под давлением из осевой полости корпуса 1 к деформирующим шарам 6 выполнены конические отверстия - сопла 7 - с углом конуса, обеспечивающим наибольший расход рабочего агента (130) с закруг-

ленным входом r « 0,3 диаметра сопла. Проекции осей сопла 7 выполнены в кольцах под углом в к диаметру расположения центров деформирующих элементов в плоскости, касательной к этому диаметру и под углом у в плоскости, перпендикулярной этой касательной плоскости и проходящей через ось отверстия. Оси выходных отверстий смещены относительно цилиндра диаметром D - d к оси инструмента на величину, не превышающую d/2.

Рис. 1. Двухрядный пневмораскатник

Кольца 3 и 4 совместно с крышками 8 и 9 зафиксированы на корпусе 1 посредством гаек 10 и 11.

Своим резьбовым хвостовиком инструмент закрепляется в оправке (не показана). Данным пневмораскатником были обработаны втулки малой головки шатунов двигателей после алмазной расточки с исходной шероховатостью поверхности Яа = 0,8.. .1,4 мкм, минутной подачей Б = 0,3 м/мин и давлением воздуха Р = 0,2 МПа. Проведенные однофакторные эксперименты по обработке бронзовых втулок по-

зволили определить влияние некоторых конструктивных и технологических факторов на качество обработанной поверхности, которое находится в прямой зависимости от работы, совершаемой деформирующими шарами. Влияние исходной шероховатости поверхности и количество проходов на ее конечный результат показаны на рис. 2.

При больших исходных значениях шероховатости поверхности Яа необходимо выполнить большую работу и для смятия неровностей. Если это условие не обеспечивается конструктивными параметрами, то этот недостаток можно компенсировать за счет технологических факторов: увеличением числа проходов (рис. 2, зависимость 2) или путем уменьшения подачи (рис. 3). Но, как показали исследования [2], наиболее предпочтительнее второй вариант, т. е. уменьшение подачи, т. к. при увеличении числа проходов увеличивается отклонение от прямолинейности образующих.

Яаисх ^ ^

Рис. 2. Влияние исходной шерохо- Рис. 3. Влияние подачи на

ватости поверхности и числа проходов шероховатость поверхности на ее конечное значение: 1 - один проход; 2 - два прохода

Проведенные исследования показали, что при применении однорядного раскат-ника с целью обеспечения требуемого качества обрабатываемой поверхности, снижается производительность процесса.

Указанный недостаток можно устранить, применив двухрядный пневмораскатник (см. рис. 1).

Обработка малой головки шатунов двигателей в производственных условиях на луганском заводе «Коленчатых валов» [2] показала, что исходная шероховатость поверхности Яа = 0,8. 1,4 мкм, полученная после алмазной расточки, уменьшилась до Яа = 0,35.0,38 мкм после пневмораскатки. На полученной профилограмме (рис. 4, б) видно, что при данной конструкции пневмораскатника и при указанных технологических факторах работы, выполняемой деформирующими шарами, достаточно не только для смятия неровностей, но и для образования волнистости поверхности.

Деформирующие шары, расположенные во втором ряду, вращаются в противоположном направлении относительно первого ряда шаров, в результате на обработанной поверхности получается рельеф в виде ромбической сетки. Полученный микрорельеф и упрочнение поверхностного слоя обеспечивают лучшие условия смазки подшипника скольжения и повышает износостойкость поверхности трения.

Применение двухрядного пневмоцентробежного раскатника позволяет при соответствующих режимах обработки получить регулярный микрорельеф в виде ромбической сетки и шероховатость поверхности после обработки Яа = 0,3.0,4 мкм с исход-

ной Яа = 1,0. 1,4 мкм. Обработка методом ПВДО не увеличивает погрешности формы, что наблюдается после обработки хонингованием.

а) б)

Рис. 4. Профилограммы поверхности поршневой головки шатунов: а - исходная шероховатость поверхности после алмазной расточки Яа = 1,38 мкм; б - после раскатки двухрядным пневмораскатником Яа = 0,35...0,38 мкм

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ящерицын, П. И. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении / П. И. Яще-рицын, А. П. Минаков. - Мн. : Наука и техника, 1986. - 215 с. : ил.

2. Минаков, А. П. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей / А. П. Минаков, А. А. Бунос ; под. ред. П. И. Ящерицына. - Мн. : Навука 1 тэхшка, 1995. - 304 с. : ил.

3. А.с. 1687421 СССР, МКИ В 24 В 39/ 02. Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей / А. П. Минаков [и др.] (СССР). - № 4756292/27 ; заявл. 04.11.89 ; опубл.30.10.91, Бюл. № 40 .- 2 с. : ил.

Белорусско-Российский университет Материал поступил 04.11.2005

E.N. Antonova

Processing of bronze items by a pneumocentrifugal rolling

Belarusian-Russian University

In the given article the outcomes of processing of bronze thin-wall bushes by a ball pneumatic rolling are adduced. Influence of some design and technological parameters on the processed surface quality is reviewed.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.