CC BY
14
УДК 621
РАЗРЫВ ОСЕВОГО ТРЕЩИНОВИДНОГО РАЗЪЁМА В ТЕЛЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ВТУЛКИ ИЗ ХРУПКОГО МАТЕРИАЛА
© 2018 А. И. Барботько
канд. техн. наук, профессор ВАК, профессор кафедры БЖД e-mail Ani vanhara, yandex. ru
Курский государственный университет
Данная статья посвящена открытию способа образования трещиновидных прямолинейных разъемов в телах изделий из хрупких материалов. Основным прообразом их разрыва является появление в теле опережающей трещины, которая локализуется в небольшом объеме тела. Дальнейшее развитие трещины и приобретение ею прямолинейного вида связано с выбором скорости и направления деформации. Применение прямолинейного трещиновидного разрыва наиболее оптимально в изделиях втулочного типа. В работе приведены приемы освоения операции технологического разрыва цилиндрической втулки с внутренней конусной поверхностью путем образования продольной трещины в её стенке.
Ключевые слова: разрыв стенки втулки, трещина в хрупком материале, опережающая трещина, прямолинейно направленная трещина, разжимная втулка с продольным трещиновидным разъемом, втулка-притир.
Первые сведения о том, что разрушение хрупких материалов происходит с образованием опережающих трещин, относятся к середине двадцатого столетия. Растрескивание образцов из хрупких материалов наблюдается при нагружении их по различным направлениям. Типичными примерами здесь являются разрушения стеклянных изделий при ударе или изломе, резиновых труб - при запрессовывании в них металлического штуцера, отделяемого слоя хрупкого металла - при его срезании резцом с образованием стружек надлома.
Задача управления, придания заданного направления и формы трещине, придания ей, например, прямолинейного направления оказалась чрезвычайно сложной, даже для её принципиального решения. Однако для образцов в виде втулочных изделий её удалось решить [Барботько, Глазьев 1971]. При нагружении втулки, например, изнутри происходит упругое разрушение её стенки и цилиндрических поверхностей. Как правило, это разрушение сопровождается образованием единственного трещиновидного разрыва. При снятии нагрузки происходит его смыкание до полного контакта поверхностей разрыва. После снятия нагрузки на цилиндрической поверхности втулки остается тонкая (продольный трещиновидный разлом) канавка (рис. 1).
Рис. 1. Продольный трещиновидный разрыв на втулке с внутренней конической поверхностью
Открытие этого явления, связи формы деформации с направлением её развития позволяет управлять технологией формообразования хрупкоупругих разрушений, существенно изменить классификацию различных изделий, например втулок. Ранее машиностроители имели возможность использовать в конструкциях устройств и машин два вида втулок :
1) втулки со стабильными диаметрами внутренней и наружной поверхностей,
2) втулки с возможностью изменения диаметров внутренней и наружной поверхностей, цилиндрических или конических (за счет продольного вдоль оси втулки сквозного разреза - канавки на всю толщину стенки втулки).
Теперь с открытием нового свойства упругохрупких материалов в классе втулок выделяется третий вид втулок:
3) втулки из упругохрупких материалов с переменным диаметром внутренней и наружных цилиндрических или конических поверхностей (за счет продольного трещиновидного вдоль оси втулки сквозного разрыва - канавки на всю толщину стенки втулки).
Полезность образования такой осевой трещины в стенке этого вида втулок особенно видна, например, на втулках-притирах, которые являются инструментами для удержания абразивно-алмазного состава при операции технологической доводки высокоточных отверстий в таких изделиях машиностроения, как детали топливной аппаратуры: корпусы распылителя, втулки плунжера, и в других. Второй разновидностью таких втулок являются втулки, использующиеся для размещения на них внутренних колец подшипников. Они также имеют наружную - цилиндрическую, а внутреннюю - коническую поверхности.
Начало технологического освоения этого открытия - образования продольных трещиновидных разрывов в стенке втулки - заключалось в том, что в качестве инструмента разрушения была использована конусная оправка - пуансон с конусной поверхностью, идентичной по углу конусности конусной поверхности втулки, в которой необходимо было получить продольную трещину - разрыв стенки [Барботько, Глазьев 1971].
Как известно [Лурье, Масловский 1973; Барботько, Глазьев 1971], выбор материала втулки-притира зависит от снимаемого припуска, характера операции и
абразивного материала. Как правило, в настоящее время для съёма больших припусков применяют крупный абразив, которым шаржируются мягкие чугунные притиры; для абразива мелкой зернистости используют более твёрдые притиры.
Хорошую насыщаемость абразивами, шаржируемость и повышенную стойкость имеют притиры из чугуна перлитно-ферритной структуры следующего химического состава: 3-3,5 % С; 1-2 Б1; 0,5-0,8 Мп; не более 0,15 Б и 0,4 % Р. Оптимальной считается мелкозернистая структура. Для получения мелкозернистой структуры чугунные заготовки подвергают отжигу при нагреве до 800-810 оС (1073-1083 оК) с выдержкой их при этой температуре в течение 3 час. Затем они охлаждаются до 660 оС (933 оК); темп охлаждения 30 град/час. Однородная мелкозернистая структура позволяет избежать локальных участков с резко отличающейся твёрдостью.
Термообработка чугунных притиров определяет характер графитовых включений и их размер, существенно влияющих на производительность доводки и стойкость притиров. Недостаточная насыщенность рабочей поверхности диска графитовыми лунками, значительный разброс их размеров приводят к снижению производительности доводки и резкому уменьшению стойкости дисков между двумя переточками. Ученые [Лурье, Масловский 1973] считают, что при использовании алмазных микропорошков средний статистический размер диаметра (шаровидных) или ширины (пластинчатых) графитовых включений должен находиться в диапазоне предельных размеров зернистости порошка, а среднее квадратичное отклонение ширины графитовых включений для черновой доводки — в диапазоне 4-7 мкм, для чистовой доводки — 1,5-4 мкм.
Обычной формой втулки-притира для обработки отверстий является гладкая, разделенная канавкой-зазором вдоль оси втулка, имеющая внутреннее центральное отверстие в виде конуса. Конусность внутренней поверхности принимается обычно равной 1:50 или 1:30 (1:20). Такая поверхность за счет сил трения обеспечивает хорошее удержание втулки-притира на оправке.
В процессе доводки втулка-притир перемещается вдоль оси по конусной поверхности оправки-держателя, постепенно разжимаясь и компенсируя изношенный слой. Поэтому такие втулки в технике получили название разжимных. К рабочей (цилиндрической) и конической поверхностям разжимной втулки предъявляются высокие требования как по точности геометрической формы, так и по их взаимному расположению. Биение втулки-притира на оправке, применяемой для доводки точных отверстий, не должно превышать 0,01-0,02 мм, а отклонения от точности геометрической формы (нецилиндричность) — 0,005-0,01 мм. Особенно жёсткие требования предъявляются к точности совпадения углов конуса втулки-притира и конической оправки, а также к искривлению их осей. Совпадение углов обеспечивает равномерный разжим втулки-притира при перемещении её по оправке, а отсутствие искривления осей не даёт дополнительного искажения цилиндрической поверхности .
В качестве материала для разжимных втулок-притиров возможно использование и высокопрочного чугуна. Высокопрочный вязкий магниевый чугун с шаровидным графитом, обладающий хорошими антифрикционными свойствами, назван последнее время лучшим материалом для втулок-притиров .
Получение продольных пазов на разжимных притирах до изобретения трещиновидной формы осуществлялось прорезанием их дисковой фрезой с последующей тщательной зачисткой образующихся при этом внутри притира заусенцев. При малых размерах втулок-притиров такая работа является трудоёмким процессом. При этом стойкость небольших по толщине дисковых фрез (0,3-1,0 мм) очень мала. Кроме того, увеличение ширины продольного паза-разреза при разжиме является источником недостаточной точности обработки и невысокого качества
обработанной поверхности. Поэтому нужно стремиться к минимальному размеру ширины исходного продольного паза. Для трещиновидной формы зазор между стенками разрыва находится в пределах 0,01-0,1 мм.
В связи с открытием нового способа получения продольного паза его формообразование сегодня осуществляется путём запрессовывания в него гладкого конического пуансона, конус которого выполнен в соответствии с коническим отверстием притира. При определённом усилии запрессовывания стенка притира разрывается, в ней образуется трещина, которая будет выполнять роль продольного паза. Очевидно, что при таком способе изготовления втулки-притира никаких заусенцев внутри неё не образуется. Кроме того, при запрессовывании пуансона происходит одновременно калибрование конусного отверстия, положительно влияющее на работу втулки-притира. Такое калибрование позволяет повысить плотность её посадки на оправку.
Рис. 2. Схема сил, действующих на пуансон и втулку-притир при получении на ней трещиновидного разъема
Для разрыва стенки втулки необходимо приложить определённое усилие. В соответствии со схемой приложения сил к пуансону 1 (рис. 2) создается равновесие сил нормального давления N и сил трения Б, возникающих между пуансоном и притиром 2. В итоге равнодействующую сил нормального давления можно представить как 2N = N1 + N2 (N1 = N2), а равнодействующую сил трения — как 2Б = + Б2 (Б1 = Б2). Тогда из условия равновесия имеем:
2М + 2F — = Р. (1)
2 2 4 У
2 N = Ь,
2 (2) 2 р = 2 Nf, (3)
где ц — интенсивность сил нормального давления на притир; 1/2 (ё1 + ё2) — средний диаметр конического отверстия; Ь — длина притира; f — коэффициент трения. Из уравнений (1)-(3) определим:
2 P
q =--——-'
nb(d + d )l sin — + f cos —
v }I 2 2 J (4)
Размеры разжимных втулок-притиров, применяемых, например, при доводке деталей топливной аппаратуры, позволяют воспользоваться для вывода расчётной формулы разрывного усилия теорией расчёта толстостенных цилиндров. Опасными точками в притире будут точки конической поверхности, расположенные по окружности диаметра d2. Для этих точек имеем [Ящерицын, Зайцев, Барботько 1976]
а,
Р.
fib (d + d2 sin а + f cos
разр Ч + А2 Л (5)
-^ + к
1 -А2
где ё2 — средний диаметр конического отверстия; Ь — длина втулки-притира; { — коэффициент трения.
к = °в/°с;
А = d2/D .
9
°в и — предел прочности чугуна соответственно при растяжении и сжатии. д — интенсивность сил нормального давления;
°и - предел прочности чугуна на растяжение при изгибе .
Технологическая подготовка освоения производства разжимных втулок-притиров с продольной трещиной проводилась:
1)выбором оптимальных условий получения продольных трещиновидных разъемов, сравнением расчетных значений необходимых усилий и экспериментальных данных;
2) определением оптимальных условий перемещения разжимной втулки по оправке для её удержания, сравнением теоретических и экспериментальных значений сил и моментов, удерживающих разжимную втулку с продольной трещиной на оправке;
3) выбором оптимальных условий достижения максимальной цилиндричности наружной поверхности втулки при её разжиме.
Опыты по определению усилий разрыва втулок проводились на универсальной машине УМ-5 [Барботько, Глазьев 1971]. Разрыв втулок-притиров с помощью конического пуансона производился в двух вариантах: без смазки пуансона (сухое трение) и с предварительной смазкой пуансона машинным маслом. Испытание по каждому варианту осуществлялось при скоростях нагружения 4, 10. 20 и 60 мм/мин. Материалы притиров:
серия 1-СЧ28-48, габариты: наружный диаметр 8 мм, длина 65 мм, внутреннее коническое отверстие - диаметры от 5,6 мм до 6,7 мм,
серия2-СЧ21-40, габариты: наружный диаметр 8 мм, длина 65 мм, внутреннее коническое отверстие - диаметры от 5,6 мм до 6,7 мм,
серия3-СЧ28-48, габариты: наружный диаметр 6 мм, длина 17 мм, внутреннее коническое отверстие - диаметры от 3,5 мм до 4,4 мм.
Для определения расчётных усилий принимались следующие значения коэффициента трения: при сухом трении (трение стали по чугуну) { = 0,15, при наличии смазки { = 0,08. Расчётные значения разрывного усилия при сухом трении: соответственно серия 1 — 238, 0 кГ (23,3478 кН), серия 2 — 183,0 кГ (17,9523 кН),
серия 3 — 48,5 кГ (4,75785 кН). Аналогичное значение разрывного усилия при трении со смазкой: серия 1 — 134,0 кГ (13,1454 кН), серия 2 — 103,0 кГ (10,1043 кН),серия 3 — 26,5 кГ (2,59965 кН). Влияние скорости на разрывное усилие при малых скоростях (до 15 мм/мин. ) превышает расчетное значение на 5-10%, а при скорости 60 мм/мин. расчетное значение снижается (до 30%).
Все испытываемые образцы-притиры разрывались с образованием только одной продольной трещины, незначительно отклоняющейся от прямой продольной линии (рис. 1).
Для разрыва в условиях технологической операции можно использовать различные высокопроизводительные станки и прессы, которые способны обеспечить возвратно-поступательное перемещение оправки-пуансона и необходимое для разрыва стенки втулки-притира усилие.
На Курском машиностроительном заводе [Барботько и соавт. 2017] для получения продольного паза на притирах корпуса распылителя использован поперечно-строгальный станок с автоматическим устройством для перемещения притиров. На ползуне станка закреплены гладкая конусная оправка-пуансон, конусность которой выполнена по коническому отверстию притиров, и толкатель для перемещения обработанных притиров на сборный лоток и бункер. При включении станка ползун вместе с конусной оправкой-пуансоном и толкателем совершает возвратно-поступательное перемещение. Рабочий укладывает притиры соответствующей стороной на наклонный склиз, с которого они постепенно скатываются в рабочую зону.
Для снижения разрывного усилия проведена серия опытов с увеличением конусности пуансона на 0,1-0,5%. К рабочей (цилиндрической) и конической поверхностям пуансона предъявляются высокие требования по точности геометрической формы. Биение конуса пуансона не должно превышать 0,001-0,01 мм, а отклонения от точности геометрической формы (нецилиндричность) — не более 0,001-0,001 мм. Принимаемое искажение угла, обеспечивая снижение разрывного усилия, не снижает способности равномерного разжима притира при перемещении его по оправке и обеспечивает хорошее удержание притира на стандартной оправке. При этом жёсткие требования предъявляются к точности совпадения углов конуса притира и конической оправки, а также к искривлению их осей.
В технологии абразивной доводки для крепления разжимных притиров применяют различные устройства [Ящерицын, Зайцев, Барботько 1976; Бабаев, Садыгаев 1976; Барботько и соавт. 2017] .Основной деталью этих устройств является удерживающая оправка. Прочное сцепление притира с оправкой предохраняет его от проворачивания или перемещения в осевом направлении и от заклинивания в отверстии. Кроме того, с помощью доводочных оправок осуществляется периодический разжим притира в процессе доводки.
Основной силой, удерживающей притир на доводочной оправке, является сила, создаваемая за счет трения между притиром и оправкой. Если сила трения мала, то притир может как самопроизвольно проворачиваться на оправке, так и перемещаться в осевом направлении. Поэтому в некоторых последних конструкциях устройств для крепления притиров имеются попытки этот недостаток устранить введением шпонок-штифтов или изготовлением на торце притира выступов.
Анализ устройств показывает, что прочность сцепления притира с оправкой зависит не только от принятого способа крепления притира, но и от его конструктивных параметров. Поэтому основным путём для обеспечения доводки без проворачивания притира и, соответственно, без заклинивания его в отверстии является правильный выбор конструктивных размеров притира. Размеры притира должны быть оптимальными. Например, при недостаточной толщине притира он не удерживается на
оправке, а при слишком большой - теряет способность разжиматься. Кроме того, при большой толщине и малом наружном диаметре (до 10 мм) внутреннее отверстие становится настолько малым, что опытным путём трудно установить оптимальные размеры притира. В таких условиях невозможно гарантировать надёжную работу другим расположенным внутри притира деталям, а соответственно, и всему устройству в целом. Эта проблема особенно важна при массовой доводке малых отверстий, например в деталях топливной аппаратуры. Несмотря на широкое распространение процесса абразивной доводки отверстий и значительное конструктивное разнообразие разжимных притиров, методика выбора оптимальных размеров разжимного притира окончательно не определена.
Эти технологические проблемы побудили провести теоретическое и экспериментальное исследование сил и моментов, действующих на площадках контакта разжимного притира и оправки. Такое исследование предназначено для решения задач внедрения втулок с разрывным пазом в машиностроение.
Ввиду малой конусности внутренней поверхности втулки её принимают за цилиндр [Барботько и соавт. 2017]. Условно разжим притира осуществляется под действием внутреннего давления, равномерно распределённого по средней линии кольца втулки. Изменение этой нагрузки вызывает соответственно изменение ширины продольного разреза. В общем случае ширина продольного разреза 8 состоит из начальной ширины 8н и изменения этой ширины под действием приложенной нагрузки:
5 = 5 , + М. (6)
Величина складывается из одинаковых перемещений 2 двух свободных концов (створок) торцового сечения притира.
Рис. 3. Условная схема изменения ширины паза разжимной втулки
Рис. 4. К расчёту усилия разжима втулки: а — притир; б — элемент сечения втулки
Взаимодействие выделенного элемента с отброшенными частями заменим поперечными силами Q и Q + dQ, нормальными силами N и N + dN и изгибающими моментами М и M + dM [Ящерицын, Зайцев, Барботько 1976]. В итоге имеем следующее. Расхождение двух створок втулки от силы N
4а r2b
AS.. =
N E F
Общее расхождение двух створок втулки от момента М и силы N
М = А5, + А5^,
или
(7)
t
AS =
qj b
3 nr2 4
-+ —
I Fr
(8)
При известной величине AS зависимость (8) можно использовать для нахождения величины равнораспределённой нагрузки qc:
ASE
qc 'В nr2 4
-+ —
V 1 Fs
Тс
„2,
(9)
Например, при AS=0,6 мм, r = 4 мм, b = 60 мм необходимое усилие qc = 10 кГ/см (98,1 н/см2).
Уравнение (8) является базовым для установления силы и момента трения на поверхности контакта притира и доводочной оправки.
Сила трения (рис. 3), обусловленная действием равнораспределённой нагрузки qc, действующая по всей поверхности и условно приложенная в одной точке,
FTP = qfv, (10)
где q — давление, равномерно распределённое по внутренней поверхности притира, связанное с qc следующей зависимостью:
q = qc —;
r«p (11)
f = nd CPb — площадь внутренней поверхности притира;
b — длина притира;
^ — коэффициент трения.
После преобразования находим:
Ftp = qc—= iqcmb\i.
г
■ср (12)
Заменив в (12) дс по зависимости (9), получим выражение для определения осевой силы
р _ 2цЕАБ тр _ 'Ъш2 4 х'
v
I F
(13)
Момент трения, препятствующий проворачиванию втулки на оправке, определим по следующей зависимости:
M = Fr,
тр тр ер '
или
r
(14)
Произведём замену 1 и ^ Ь1пср . Имеем:
(15)
Полученная формула позволяет теоретически рассчитать момент трения, препятствующий провороту притира на оправке. Зная эту величину, её можно сравнить с моментом внешних сил, действующих на притир. Кроме того, эта формула позволяет правильно подойти к выбору конструктивных элементов притира. Известно, что расхождение створок притира при его перемещении по оправке имеет предел, после которого происходит разрушение (разлом) притира. Предельное значение ДБ, очевидно, будет зависеть от таких параметров, как толщина стенки притира, радиус, материал притира и др.
Рис. 5. Упрощенная схема сил трения, удерживающих разжимную втулку на оправке
В производственной практике эти параметры выбираются опытным путём. Обоснованных экспериментальных и расчётных рекомендаций или теоретических данных, опубликованных по этому вопросу в печати, насколько нам известно, нет. Знание же их весьма необходимо при проектировании разжимных притиров.
Для установления зависимости величины предельного значения ДБ от ряда переменных факторов, а также экспериментальной проверки полученных теоретических формул (14), (15) было проведено несколько серий опытов [Барботько Глазьев 1971; Ящерицын, Зайцев, Барботько 1976; Барботько и соавт. 2017].
Исследовались три разновидности притиров: твёрдостью НВ 217 (подверженные нормализации), НВ 190 (без термообработки), НВ 170 (отжиг), материал притиров СЧ 28-48.
В качестве переменных параметров были приняты (рис. 5) радиус доводимого отверстия г0, средняя толщина стенки притира Иср, конусность поверхности его К, зазор между притиром и отверстием , износ притира ^ . Опыты осуществлялись по методике полного факторного эксперимента. Уровни переменных факторов и порядок проведения экспериментов приведены в матрице планирования. Предварительные эксперименты по определению наибольшего допустимого разжима притира Л5 показали, что разжим притира сначала сопровождается упругой деформацией, а затем -
ь
пластической с последующим разрушением. Понятно, что наиболее важно иметь данные по величине Д5 (соответствующей не началу разлома притира), по моменту появления первых остаточных деформаций. Когда такой момент достигнут, после снятия с оправки притир остаётся разжатым и не возвращается в исходное положение. Поэтому в качестве выходного параметра вместо Д5 принята величина упругого
изменения диаметра притира Ло,у, представляющая собой разность диаметров притира в свободном состоянии Бн и разжатом Бк до появления первых пластических деформаций.
В доводочных станках последних конструкций для перемещения притира прикладывается определённая статическая нагрузка. В экспериментах для этого использовали пресс мод. МИП-100 с ценой деления нагрузочной шкалы 0,2-0,5 кГ
(1,962-4,905 Н). Изменение величины Ло,у достигалось нагружением притира, расположенного на оправке, осевой силой. Замеры диаметра притира производили плавающей рычажной скобой с ценой деления шкалы 0,001 мм. Было установлено, что начало пластической деформации при разжиме притира связано с приложением наибольшей (критической) величины осевого усилия. Это совпадает с классическим случаем разрыва цилиндрического образца на разрывной машине. В случае когда к притиру приложено критическое осевое усилие, движение стрелки динамометра временно приостанавливается, упругая деформация переходит в пластическую. При этом сменяющая упругую пластическая деформация для своего осуществления требует приложения меньшего усилия, поэтому дальнейший разжим притира производится уже с одновременным движением стрелки динамометра в обратную сторону. Контрольное упругое увеличение диаметра притира фиксировалось в опытах в момент начала обратного движения стрелки динамометра.
Статистическая обработка результатов экспериментов для первой разновидности притиров (НВ 217) позволила получить следующую математическую зависимость:
0,3 + 0,086г - 0,15hcp + 0,0365 = Дdy. (16)
Анализ зависимости показывает, что зазор Лг и конусность К внутренней поверхности притира в исследованном интервале практически не оказывают влияния
на величину Ло,у . Увеличение радиуса г притира повышает упругий разжим, а увеличение толщины стенки Ьср, наоборот, уменьшает его.
Действие износа притира ^ равносильно уменьшению толщины стенки притира. Установлено, что наибольшей упругостью обладают притиры твёрдостью НВ 217, а самой малой — твёрдостью НВ 170. Это означает, что с уменьшением твёрдости чугун теряет упругие свойства.
Истинные значения момента трения и осевой силы, а также влияние ряда переменных факторов на эти величины определялись экспериментально. На основе формул (14) и (15) в качестве переменных факторов были приняты: 1) радиус доводимого отверстия, 2) средняя толщина стенки притира, 3) зазор между притиром и отверстием, 4) длина и износ притира, 5) конусность. Эксперименты осуществлялись по методике полного факторного эксперимента.
Эксперименты заключались в следующем (рис. 6). Притир 1 помещался на оправку 4, которая закреплялась в специальном приспособлении, устанавливаемом на столике пресса МИП-100. Под действием возрастающей осевой нагрузки обеспечивалось перемещение притира по оправке. Как только диаметр притира достигал контрольного значения, нагружение притира приостанавливалось и приложенная к нему осевая сила фиксировалась. Далее производились замеры момента трения Мтр: к рычагу 2 прикладывалась сила до момента проворачивания притира на
оправке. Проворачивание обеспечивалось тем, что притир 1 и втулка 3 имеют по два уступа высотой 1 мм. Момент трения, соответствующий началу проворачивания притира на оправке, определялся как произведение приложенной к рычагу 2 силы на длину рычага. Фиксировались момент трения и осевая сила.
Рп
Рис. 6. Приспособление для экспериментального определения осевой силы и момента трения, удерживающих втулку от проворачивания
Для установления влияния смазки на величину момента трения и осевой силы были проведены эксперименты с предварительным окунанием оправки в машинное масло. Статистическая обработка результатов позволила получить математические зависимости в виде полиномов первой степени, отражающих влияние переменных факторов на Мтр и Ро.
На основе полученных математических моделей для широкого круга переменных данных созданы таблицы и построены графические соотношения для выбора оптимальных условий использования разжимных втулок-притиров с образованной в стенке трещиной в производственных условиях [Ящерицын, Зайцев, Барботько 1976; Бабаев, Садыгаев 1976; Барботько и соавт. 2017].
Выводы
1. Открытие явления получения прямолинейной трещины при деформировании хрупкого материала позволило выделить в классе разжимных втулок новый подкласс. Дополнительно к подклассу разжимных втулок с продольным прямолинейным механическим разрезом выделен подкласс разжимных втулок с продольным трещиновидным разрывом вдоль оси. Типичными представителями нового подкласса втулок являются втулки-притиры для доводки цилиндрических отверстий с внутренним конусным отверстием. Разработана оптимальная система технологического процесса массового производства втулок-притиров с внутренним конусным отверстием для доводки цилиндрических отверстий.
2. Получение продольных пазов на разжимных притирах-втулках подкласса 1 осуществляется прорезанием их дисковой фрезой с последующей тщательной зачисткой образующихся при этом внутри притира заусенцев. При малых размерах притира такая работа является трудоёмким, малопроизводительным и неэкономичным процессом. Ещё более трудоёмок этот процесс при получении продольных пазов на притирах с твёрдыми покрытиями. Например, при разрезке притиров с силицидным покрытием стойкость инструмента снижается настолько, что разрезка становится весьма трудоёмкой.
3. Получение продольных пазов на разжимных притирах-втулках подкласса 2 осуществляется в связи с открытием нового способа путём запрессовывавания в него гладкого конического пуансона, конус которого выполнен в соответствии с коническим отверстием притира. При определённом усилии в стенке притира меньшей толщины
образуется трещина, которая затем перемещается впереди пуансона и превращается в продольный разрыв и при пользовании притиром будет выполнять роль продольного паза. Очевидно, что при таком способе изготовления притира никаких заусенцев внутри него не образуется. Кроме того, при запрессовывании пуансона происходит одновременно калибрование конусного отверстия, положительно влияющее на работу притира. Такое калибрование позволяет повысить плотность, сцепляемость посадки притира на оправку.
4. В подклассе разжимных втулок с продольным прямолинейным механическим разрезом его ширина в начальный момент и по мере разжима притира достигает 10-20 процентов наружной площади притира, что резко снижает его цилиндричность. Подобное явление отсутствует во втулках-притирах подкласса 2.
5. На уровне технологической подготовки истинные значения момента трения и осевой силы, а также влияние ряда переменных факторов на эти величины определялись теоретически и экспериментально. На основе полученных математических моделей для широкого круга переменных и экспериментальных данных созданы таблицы и построены графические соотношения для выбора оптимальных условий использования разжимных втулок-притиров с образованным в их стенке трещиновидным пазом.
Библиографический список
Бабаев С.Г., Садыгов П.Г. Притирка и доводка поверхностей деталей машин. М., Машиностроение, 1976. 128 с.
Барботько А.И., Глазьев И.Я. и др. Разжимной притир. Авторское свидетельство № 304120. Заявка от 07.07.1969г.(№134749,25-8). А.С. опубликовано 25.05.1971 г. бюл №17. Описание опубликовано 24.6.1971 г.
Барботько А.И. Тонкие финишные операции абразивно-алмазной доводки и полирования: учеб. пособие / А.И. Барботько, В.П. Борискин, А.А. Барботько, А.Г. Схиртладзе. Старый Оскол: ТНТ, 2017. 345 с.
Лурье Г.Б., Масловский В.В. Основы технологии абразивной доводочно -притирочной обработки.М."Высшая школа",1973,360с.
Ящерицын П.И., Зайцев А.Г., Барботько А.И. Тонкие доводочные процессы обработки деталей машин и приборов. Мн.: Наука и техника, 1976. 328 с.
