CC BY
11Технология и мехатроника в машиностроении
УДК 621.787
ТОЧНОСТЬ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРОВ, ОБРАБОТАННЫХ
РЕВЕРСИВНЫМ ДОРНОВАНИЕМ
А. Ю. Арляпов1, А. О. Бознак1а, В. И. Пергунов2
Национальный исследовательский Томский политехнический университет Российская Федерация, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 30 2АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: 1aboznakao@gmail.com, 2pergunovvi@iss-reshetnev.ru
Экспериментально установлено, что применение реверсивного способа дорнования снижает отрицательное влияние процесса дорнования на точность наружной поверхности обрабатываемых полых цилиндров.
Ключевые слова: поверхностное пластическое деформирование, реверсивное дорнование, полые цилиндры, точность.
DIMENSIONAL ACCURACY OF EXTERNAL SURFACE OF HOLLOW CYLINDERS,
TREATED BY REVERSE COLD EXPANSION
A. Yu. Arlyapov1, A. O. Boznak1a, V. I. Pergunov2
1National Research Tomsk Polytechnic University 30, Lenin Av., Tomsk, 634050, Russian Federation
2JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: 1aboznakao@gmail.com, 2pergunovvi@iss-reshetnev.ru
It is experimentally proved that reverse cold expansion helps to decrease negative effect of the process on the dimensional accuracy of external surface of cold expanded hollow cylinders.
Keywords: surface plastic deformation, reverse cold expansion, hollow cylinders, accuracy.
Введение. Существует широкая номенклатура деталей типа полых цилиндров, имеющих отверстие малого диаметра (d < 5 мм), при производстве которых эффективно применение процесса дорнования [1-3]. К таким деталям относятся гильзы миниатюрных гидро- и пневмоцилиндров, различные втулки и др.
Одним из недостатков процесса дорнования является снижение точности наружных поверхностей полых цилиндров [3]. Уменьшить отрицательное влияние дорнования на точность этих поверхностей возможно за счет применения реверсивного дорнования [4]. Суть способа состоит в том, что через отверстие полого цилиндра последовательно проталкивают од-нозубые дорны возрастающего диаметра, а обработку этими дорнами производят при базировании полого цилиндра по разным торцам (рис. 1).
Цель работы - экспериментально исследовать возможность повышения точности наружной поверхности полых цилиндров, обрабатываемых дорнованием, за счет применения реверсивного способа дорнования.
Методика исследования. Эксперименты проводились на образцах из стали 20, представляющих собой полые цилиндры с диаметром отверстий d = 5 мм. Наружный диаметр образцов D составлял 15, 20 и 25 мм. Длина образцов L была принята равной 30 мм.
Образцы были изготовлены на токарном станке модели DMG MORI CTX310 с точностью наружного диаметра по IT8. Отверстия в образцах получали
сверлением спиральными сверлами, затем их развертывали ручными развертками.
а б
Рис. 1. Схема реверсивного дорнования: 1 - полый цилиндр; 2 - дорн; 3 - направляющая втулка дорна; 4 - опора для установки полого цилиндра; А и Б - торцы полого цилиндра (а - нечетный цикл; б - четный цикл)
Дорнование отверстий выполняли однозубыми дорнами из твердого сплава ВК8 с углом рабочего и обратного конусов 6° и шириной соединяющей их цилиндрической ленточки 3 мм. Относительные натяги дорнования a/d составлял: на 1-м цикле 2,7 %, на 2-м - 0,9 %, на 3-м - 0,4 %, на 4-м - 0,2 %. Эту обработку осуществляли с помощью специального приспособления [2] по схеме сжатия на универсальной испытательной машине УМЭ-10ТМ при скорости 0,008 м/с.
Решетневскуе чтения. 2017
0 12 3 4 У«. % 0 12 3 4 I". % 0 12 3 4 %
а б в
Рис. 2. Величина суммарного поля рассеивания диаметров наружной поверхности при реверсивном 1 и известном 2 способах дорнования (а - Б = 15 мм; б - Б = 20 мм; в - Б = 25 мм)
В качестве смазочного материала применяли жидкость МР-7. В каждом опыте использовали по 12 образцов.
Суть экспериментов состояла в сравнении точности наружной поверхности полых цилиндров, обработанных реверсивным дорнованием и известным способом [2], при котором через отверстие полого цилиндра также последовательно проталкивают однозу-бые дорны возрастающего диаметра, а базирование осуществляют по одному торцу. Оценку точности наружной поверхности производили по величине суммарного поля рассеивания диаметров [5]:
Ду = 3СТБ + (Бтах -Бтп) + 3СТБ ,
^ Бтт Бтах
где Бтах, Бт1п - средние значения максимальных и минимальных наружных диаметров в выборке; ст п , стп - их средние квадратические отклонения.
Бтах Бтт
Результаты и обсуждения. Величина суммарного поля рассеивания диаметров наружной поверхности при реверсивном и известном способах дорнования показана на рис. 2. Видно, что во всех исследованных случаях точность наружной поверхности образцов после дорнования известным способом снижается, а после применения реверсивного способа - растет. В частности, после 1-го цикла дорнования величина суммарного поля рассеивания, в сравнении с ранее полученной точением увеличивается, а именно для образцов с Б = 15 мм увеличилась на 30 мкм (рис. 2, а), с Б = 20 мм - на 18 мкм (рис. 2, б), а с Б = 25 мм -на 16 мкм (рис. 2, в). После 2-го цикла при использовании известного способа дорнования величина суммарного поля рассеивания продолжает расти, а при реверсивном способе наблюдается её уменьшение. В частности, при реверсивном способе она оказывается меньше для образцов с Б = 15 мм в 1,6 раза (рис. 2, а), с Б = 20 мм - в 1,3 раза (рис. 2, б), а с Б = 25 мм -в 1,4 раза (рис. 2, в). После 3-го и 4-го циклов при использовании обоих способов суммарное поле рассеивания продолжает увеличиваться (рис. 2).
Заключение. В ходе исследования была экспериментально подтверждена эффективность применения реверсивного способа дорнования для повышения точности наружной поверхности обрабатываемых
полых цилиндров. Так, при обработке полых цилиндров за 2 цикла реверсивный способ позволяет получить суммарное поле рассеивания наружных диаметров в 1,3... 1,6 раз меньше, чем при применении известного способа.
Библиографические ссылки
1. Монченко В. П. Эффективная технология производства полых цилиндров. М. : Машиностроение, 1980. 248 с.
2. Скворцов В. Ф., Арляпов А. Ю., Охотин И. С. Дорнование глубоких отверстий малого диаметра // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. 2012. № 2. С. 1-24.
3. Проскуряков Ю. Г. Дорнование отверстий. Свердловск : Машгиз, 1961. 192 с.
4. Патент РФ №2620227. Способ дорнования со сжатием / Скворцов В. Ф., Бознак А. О., Арляпов А. Ю., Пергунов В. И. Опубл. 23.05.2017. Бюл. № 15.
5. Кораблев П. А. Точность обработки на металлорежущих станках в приборостроении. М. : Машгиз, 1962. 228 с.
References
1. Monchenko V. P. Effektivnaya tekhnologiya proiz-vodstva polykh tsilindrov [Effective technology of hollow cylinders production]. M. : Mashinostroenie Publ., 1980, 248 p.
2. Skvortsov V. F., Arlyapov A. Yu., Okhotin I. S. Dornovanie glubokikh otverstiy malogo diametra [Man-drelling of small diameter deep holes] // Spravochnik. Inzhenernyj zhurnal. Prilozhenie. 2012. № 2. P. 1-24.
3. Proskuijakov Yu G. Dornovanie otverstiy [Hole cold expansion]. Sverdlovsk : Mashgiz Publ., 1961. 192 p.
4. Skvortsov V. F., Boznak A. O., Arlyapov A. Yu., Pergunov V. I. Sposob dornovaniya so szhatiem [Method of cold expansion with compression]. Patent RF № 2620227, 2017.
5. Korablev P. A. Tochnost' obrabotki na metallorez-hushchikh stankakh v priborostroenii [Precision of machining on metal-cutting machine tools in instrument making]. M. : Mashgiz Publ., 1962. 228 p.
© Арляпов А. Ю., Бознак А. О., Пергунов В. И., 2017
