Способ калибрования цилиндрических отверстий в деталях

Способ калибрования цилиндрических отверстий в деталях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(п)902907

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

82.

8} (72) Авторы иэобретеиия

В.С.Григорьев, Г.Ф.Тютиков, В.И.Фа и А.Н.Иашков

I "а " 1 4 ъ.

Пензенский политехнический институт

/ (7l) Заявитель (54) СПОСОБ КАЛИБРОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ОТВЕРСТИЙ В ДЕТАЛЯХ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам калибрования отверстий в машиностроении.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ калибровки отверстий в деталях путем раздачи инструментом типа дорна L11.

Указанный способ не обеспечивает требуемой точности и малых значений показателей шероховатости поверхности обрабатываемого. отверстия тонко-: стенных неравножестких деталей, так как величина деформации в радиаль.ном направлении, определяющая точность размера, и величина давления между оправкой-дорном и деталью, от которой зависят значения показателей шероховатости, в значительной степени обуславливаются жесткостью обрабатываемой детали в радиальном направлении. Если эта жесткость нерав" номерна вдоль оси по длине детали, т.е. толщина стенки переменна, то различными будут радиальная деформация и удельное давление на обрабаты» ваемой поверхности, а следовательно; будет изменяться получаемый размер

5 и показатели шероховатости поверхности, Целью изобретения является повышение точности и качества обрабатывае о мой поверхности цилиндрических отверстий тонкостенных неравножестких де талей при холодной обработке металлов давлением путем калибрования.

Поставленная цель достигается тем, 35 что в способе калибрования цилиндрических отверстий в деталях путем раздачи инструментом типа дорна перед раздачей деталь устанавливают в жесткую обойму с зазором и создают жест" кий радиальный подпор детали по ее длине путем заполнения зазора жидка4тью и последующего ее замораживания.

Постоянство упругого возврата внут" ренней стенки калибруемого отверстия

3 90290 по его длине является необходимым условием обеспечения высокой точности и малых отклонений формы обрабатываемых отверстий. При калибровании дорном отверстия детали с заданным натягом в результате упруго-пластической деформации ее материала возникают различные перемещения стенки калибруемого отверстия в радиальном направлении, а это приводит к повы- i0 шенным значениям погрешностей размеров и отклонений формы обрабатываемых поверхностей. Расположение между наружной поверхностью детали и внутрен.а ней стенкой жесткой обоймы упругой 15 прослойки замороженной жидкости (льда) позволяет в последней при калибровании создавать упругие деформации сжатия, которые будут способствовать упругому возврату внут- 26 ренней стенки обрабатываемого отверстия в радиальном направлении.

Следовательно, выбор в заданном сечении перпендикулярно к оси обрабатываемого отверстия определенной толщины прослойки льда при известной толщине стенки детали в этом сечении и известных их физико-механическиХ свойствах обеспечивает при калиброват нии постоянство упругого возврата внутренней стенки обрабатываемого отверстия 8 радиальном направлении по его длине.

Для упруго-пластической деформации материала детали величина упругого возврата внутренней степени детали в любом сечении перпендикулярно к оси обрабатываемого отверс-;ия при наличии прослойки льда между деталью и обоймой определяется из выражения о .U - к (— F D"„" .), где U - величина упругого возврата

45 внутренней стенки отверстия, детали после калибрования, К= д »- постоянный коэффициент для

АО „

4773 детали, мм;

6. в(1 4 ;, постоянная материала дефор, мируемой детали, кгс/мм

0 - предел прочности материала, детали при разрыве, кгс/мм ;

6 - относительное удлинение ма-, териала детали;

И

m=4(< 6)- постоянная, характарнауащая физико-механические свойства материала детали;

7 4

G - модуль сдвига материала детали, кгс/мФ

D, - внутренний обрабатываемый диаметр детали, мм;

В1„ - наружный диаметр детали в i-ом сечении, мм;

Йе, - внутренний диаметр жесткой обоймы в |.-ом сечении, мм; коэффициент, характеризующий упругие свойства льда,. мм/кгс; ся — относительная деформация льда в упругой зоне; л - модуль упругости льда, кгс/мм;

9, яМ е

- йф"«давление льда на наружную поверхность детали в с-ом сечении, кгс/мм

2, и - натяг при калибровании Внутреннего диаметра детали,мм.:

В приведенных выражениях значения упругих характеристик льда .Е„ и 6< необходимо принимать из условий его нагружения в виде всестороннего сжатия. Это допустимо потому, что он жестко связан с поверхностями детали и обоймы и при калибровании давление на него со стороны наружной стенки детали приложено локально, быстро и действие его кратковременно.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет просто получать высокую точность цилиндрических отверстий в тонкостенных неравножестких деталях и малые отклонения их формы.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Обрабатываемая деталь 1 размещается в жесткой обойме 2 с зазором и пространство между ними заполняется эамораживаемой жидкостью, например водой. На основание 3 приспособления, имеющее отверстие для выхода инструмента, устанавливается жесткая обойма 2 и внутри нее обрабатываемая деталь 1. Деталь 1 фиксируется относительно жесткой обоймы 2 в осевом направлении эа счет подкладных шайб 4 таким образом, чтобы зазор, переменный по длине вдоль их общей оси, был одинаковым в рассматриваемом сечении перпендикулярно к оси обрабатываемого отверстия детали 1, т.е. последняя располагается симметрично оси внутреннего отверстия обоймы 2. Минимальный внутренний

5 диаметр обоймы 2 выбирается таким, чтобы детали 1 можно было бы свободно извлечь из обоймы 2. Пространство между деталью 1 и обоймой 2 заполняется жидкостью, которая замораживается для создания упругой промежуточной прослойки льда. Затем деталь 1 калибруется с помощью инстру мента 5, например дорна, размеры которого по диаметру больше размеров обрабатываемого отверстия детали на величину натяга дорнования. После калибрования замороженная жидкость размораживается известным способом, например путем нагрева обоймы 2, и 1 деталь 1 свободно удаляется из обоймы 2

Il р и м е р. Для экспериментального опробования предлагаемого способа было изготовлено шесть деталей 1 в 2е виде неравножесткой втулки с конфигурацией (см. чертеж), размером внутреннего диаметра Ъ 30 Ю мм и наружного наибольшего диаметра д,г 40 мм, образующей наружной поверхности с радиусом седлообразности и 100 мм и длиной А = 30 мм. шероховатость предварительной обработки отверстия деталей по показателю й. до 2,5.мкм. Зв

Материал деталей 1 и обоймы 2сталь 45. Наружный диаметр обоймы 2

Э 75 мм. Замораживание ивщкости в обоих случаях производилось в жидком азоте. 3$

Значения параметров обрабатываемый деталей и замороженной жидкости (льда) приняты слевуюшими = 0,25мм;

93,8 кгс/мм, <6 >

902

Значения параметров

А

3д ь мм ф -.Э мм Pg к гс/мм !

9,3"

2,6

41,50

"1,50

41,20

"1,05

41, Î0

39,5

От 0 до 3

3 "". 6

6" 9

2 5

9,60

38,5

9,67

9" 12

9,77

37,8

12 15

Интервал расчетного сечения вдоль )1 мм

Ф оси детали,мм

907 4 т10 кгс/мм ; К = 0,052 мм; f = 3,3 )r

"l

Результаты расчета геометрических параметров детали 1 и значений давления льда на ее наружную стенку по вышеприведенным зависимостям для от- дельных интервалов сечений вдоль оси детали. при упругом возврате внутрен; ней стенки равном У4 0,046 мм приведены в табл. 1.

Из табл.1 виден характер изменения зазора Эза - Ц между детаЛью

1 и обоймой 2 и давления льда р, по длине обрабатываемого отверстия детали 1. При этом значения Р» не выходят эа предел допустимого напряжению сжатия в упругой зоне при всестороннем его сжатии Д, «(» .fz lO Õ

Х0,01 10 кгс/мм

Обработку заготовок в первом. случае производили согласно предлагаемому способу, во втором случае " по авт. свид. Н 488639.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Измерение размеров производилось на горизонтальном оптиметре ИК с ценой Деления l мкм, шероховатости поверхности - на профилографе - про; филометре модели 201 завода "Калибр",.

Предложенный способ позволяет производить обработку тонкостенных не- равножестких деталей, повышает точность их обработки на 2-3 квалитета, уменьшает показатели шероховатости обрабатываемых поверхностей в 2-4 ра за и дает воэможность отказаться от изготовления более доросто щих составных разъемных оправок.

Т а б л и ц а 1

902907

Продолжение табл,) Интервал расчетного сечения вдоль оси детали,мм

Значения параметров

Ь

0, мм 0 „, мм 0 ; 04.,мм Р, кгс/мм

41;00

37,8

3,2

9,77

9,67

41,05

3,0

41 20

41,50

9,60

38,5

9,58

2 5

39 5

9,34

41,50

2,0 ица 2!

Табл

Параметр аерохов, Ц, мкм

ЮУ образца

Способ .

Отклонения от геометри" ческой формы, мкм

Конусообраз- Овальность ность

3 Известный

До 1,25

Предлагаемый 6

До 0,32

Формула изобретения

Способ калибрования цилиндрических отверстий в деталях путем раздачи инструментом типа дорна, о т— ли чающи "ся тем,,что, сце-! лью повышения точности калибруемых размеров и качества обрабатываемой поверхности, перед раздачей деталь устанавливают в жесткую обойму с за45 !

15 " 18

18" 21

21" 24

24 " 27

27 " 30 зором и создают жесткий радиальный подпор детали по ее длине путем заполнения зазора жидкостью и последующего ее замораживания.

Источники информации, снятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 488639, кл. В 21 D 3/16, 10.73. (прототип).

902907

Составитель Н.Чернилевская

Редактор О.Филиппова Техред И. Тепер Корректор И.Шароши

Заказ 12512/!2 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4