RU2207241C2

RU2207241C2 - Method of machining of internal rotating surfaces of nonrigid steel blanks without martempering

Info

Publication number: RU2207241C2
Application number: RU2000119345/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Минаков (BY); Анатолий Петрович Минаков; Олег Викторович Ящук (BY); Олег Викторович Ящук
Original assignee: Анатолий Петрович Минаков; Олег Викторович Ящук
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2003-06-27

Abstract

FIELD: technology of mechanical engineering, particularly, fine finishing mainly of internal rotating surfaces of nonrigid blanks whose material being steel without martempering. SUBSTANCE: for attainment on worked surface of roughness parameter Ra < 0.16 mcm, blank after dimensional edging is subjected to surface plastic deformation by rigid working members to obtain on worked surface of roughness parameter of Ra=0.25-0.16 mcm and then to centrifugal pneumovibrodynamic working under regimes whose numerical values and specific pressure of different in weight deforming members in form of balls ensure further reduction of roughness value. EFFECT: higher efficiency. 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к тонким доводочным процессам обработки, главным образом внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок, материалом для которых служит сталь без термоулучшения, т.е. в состоянии поставки. The invention relates to the technology of machine-building production, namely to fine-tuning finishing processes, mainly internal surfaces of rotation of non-rigid workpieces, the material for which is steel without thermo-enhancement, i.e. in delivery condition.

Известно, что при окончательной обработке методом поверхностного пластического деформирования (ППД) внутренних поверхностей вращения жестких заготовок получают параметр шероховатости R_a=0,8-0,1 мкм. В случае же обработки методом ППД внутренних поверхностей вращения тонкостенных заготовок параметр шероховатости R_a получается в 2-4 раза грубее [1].It is known that during the final processing by the method of surface plastic deformation (PPD) of the internal surfaces of rotation of the hard workpieces, a roughness parameter R _a = 0.8-0.1 μm is obtained. In the case of processing by PPD of the internal surfaces of rotation of thin-walled blanks, the roughness parameter R _a is 2-4 times coarser [1].

Наряду с этим, производственный опыт финишной обработки методом ППД внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок из стали без термоулучшения после предварительной размерной лезвийной обработки однозначно показывает достижимые пределы параметра R_a=0,25-0,16 мкм.Along with this, the production experience of finishing processing by the PPD method of internal surfaces of rotation of non-rigid steel billets without thermal improvement after preliminary dimensional blade processing unambiguously shows the attainable limits of the parameter R _a = 0.25-0.16 μm.

Известна также центробежная пневмовибродинамическая обработка (ПВДО) деформирующими элементами, находящимися в условиях свободного перемещения в турбулентном кольцевом потоке сжатого воздуха [2]. Also known is centrifugal pneumo-vibrodynamic treatment (LDPE) by deforming elements that are in free movement in a turbulent annular stream of compressed air [2].

Недостатком традиционных способов ППД, в том числе и ПВДО, является невозможность достижения на обрабатываемой внутренней поверхности вращения, для нежестких заготовок из сталей без термоулучшения, параметра R_a<0,16 мкм.The disadvantage of traditional methods of PPD, including PVDO, is the impossibility of achieving rotation on the machined inner surface, for non-rigid billets of steels without thermal improvement, parameter R _a <0.16 μm.

Известна абразивная доводка, которую выполняют за одну или несколько последовательных операций, отличающихся величиной снимаемого припуска. Так, при исходной шероховатости R_a=0,5-0,2 мкм для получения R_a=0,16-0,08 мкм и точности 5-3 мкм требуется одна абразивная доводочная операция, а для получения R_a= 0,08-0,04 мкм и точности 2,5-1,0 мкм - две абразивные доводочные операции и т.д. [3].Known abrasive finishing, which is performed in one or more sequential operations, characterized by the size of the removed allowance. So, with the initial roughness R _a = 0.5-0.2 μm, one abrasive finishing operation is required to obtain R _a = 0.16-0.08 μm and an accuracy of 5-3 μm, and to obtain R _a = 0.08 -0.04 microns and accuracy 2.5-1.0 microns - two abrasive finishing operations, etc. [3].

Недостатками абразивных доводочных процессов являются: необходимость применения дорогостоящих абразивных паст и суспензий; сложность назначения оптимальной величины припуска на обработку; ухудшение экологии производства. The disadvantages of abrasive finishing processes are: the need to use expensive abrasive pastes and suspensions; the difficulty of assigning the optimal amount of allowance for processing; environmental degradation of production.

Кроме того, для пар трения полимер (резина) - сталь, как, например, в гидроцилиндре, более предпочтительным является снижение шероховатости поверхности зеркала гильзы гидроцилиндра и повышение размерной точности отверстия, обеспечиваемое абразивной доводкой, является необязательным дорогостоящим дополнением. In addition, for polymer (rubber) - steel friction pairs, as, for example, in a hydraulic cylinder, it is more preferable to reduce the surface roughness of the mirror surface of the cylinder liner and increase the dimensional accuracy of the hole provided by abrasive finishing, is an optional expensive addition.

Известно, что при шероховатости стальной поверхности грубее R_a=0,1 мкм полимер интенсивно изнашивается [4].It is known that when the roughness of the steel surface is coarser than R _a = 0.1 μm, the polymer wears out intensively [4].

Задачей изобретения является достижение значения параметра шероховатости R_a<0,16 мкм на обрабатываемой внутренней поверхности вращения у нежестких заготовок из сталей без термоулучшения за счет упрочнения поверхностного слоя.The objective of the invention is to achieve a roughness parameter R _a <0.16 μm on the machined inner surface of rotation of non-rigid billets made of steel without thermo-enhancement due to hardening of the surface layer.

Указанная задача решается способом, в котором согласно изобретению осуществляют размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости R_a=0,25-0,16 мкм и центробежную пневмовибродинамическую обработку деформирующими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости R_a<0,16 мкм.This problem is solved by the method in which, according to the invention, dimensional blade processing is carried out, surface plastic deformation is performed by hard working elements until a roughness parameter R _a = 0.25-0.16 μm and centrifugal pneumo-vibrodynamic treatment by deforming elements are obtained until a parameter is obtained on the processed surface roughness R _a <0.16 μm.

Было установлено, что после ППД жестким роликовым накатником проведение центробежной ПВДО позволяет на обрабатываемой поверхности достигать параметра шероховатости R_a<0,16 мкм.It was found that after PPD with a hard roller knurling, the use of centrifugal LDPE makes it possible to achieve a roughness parameter R _a <0.16 μm on the treated surface.

Пример. Финишная обработка внутренней цилиндрической поверхности гильзы гидроцилиндра, выполненная на токарно-винторезном станке мод. 16К20. Example. Finishing of the inner cylindrical surface of the liner of the hydraulic cylinder, performed on a screw-cutting machine mod. 16K20.

В качестве заготовки использовалась стальная бесшовная горячекатаная труба (сталь 35 с твердостью НВ 187). Длина обработки 500 мм. Внутренний диаметр d=100 Н7. Шероховатость поверхности отверстия по чертежу R_a=0,06 мкм. Толщина стенки 9 мм, т.е. коэффициент К_с=0,9 и данную заготовку следует относить к категории нежестких [5].As a billet, a steel seamless hot-rolled pipe was used (steel 35 with hardness HB 187). Processing length 500 mm. Inner diameter d = 100 N7. The surface roughness of the hole according to the drawing is R _a = 0.06 μm. Wall thickness 9 mm, i.e. coefficient K _c = 0.9 and this workpiece should be classified as non-rigid [5].

В качестве деформирующих элементов при центробежной ПВДО применялись стандартные шары из стали ШХ15 следующих диаметров, в порядке их расположения в рядах инструмента: 12,7; 9,525; 7,938; 5,556 мм. As deforming elements in centrifugal LDPE, standard balls made of ШХ15 steel of the following diameters were used, in the order of their arrangement in the rows of the tool: 12.7; 9.525; 7.938; 5.556 mm.

Шероховатость поверхности отверстия у партии заготовок после ППД жестким роликовым накатником составила R_a=0,25-0,16 мкм.The roughness of the surface of the hole in the batch of preforms after PPD by the hard roller knurl was R _a = 0.25-0.16 μm.

Режимы процесса окончательной центробежной ПВДО:
Частота вращения заготовки, n - 200-500 мин^-1
Давление подводимого к инструменту сжатого воздуха, Р - 0,3-0,45 МПа
Подача инструмента (шаров), s - 0,05-0,3 мм/об
Количество проходов инструментом, i - 2
В результате обработки по предлагаемому способу на различных режимах достигается шероховатость обрабатываемой поверхности в пределах R_a=0,15-0,05 мкм.Modes of the process of the final centrifugal LDPE:
Workpiece rotation frequency, n - 200-500 min ^-1
Pressure of compressed air supplied to the tool, P - 0.3-0.45 MPa
Supply of tool (balls), s - 0.05-0.3 mm / rev
The number of passes by the tool, i - 2
As a result of processing by the proposed method in various modes, the roughness of the treated surface is achieved within the range of R _a = 0.15-0.05 μm.

Источники информации
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985, 496 с., c. 402.Sources of information
1. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T. 2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and additional.- M.: Mechanical Engineering, 1985, 496 p., p. 402.

2. Минаков А. П., Бунос А.А. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей/ Под ред. П.И.Ящерицына. - Минск.: Наука и техника, 1995. - 304 с. 2. Minakov A.P., Bunos A.A. Technological fundamentals of pneumo-vibrodynamic processing of non-rigid parts / Ed. P.I.Yashcheritsyna. - Minsk .: Science and technology, 1995 .-- 304 p.

3. Ящерицын П.И., Зайцев А.Г., Барботько А.И. Тонкие доводочные процессы обработки деталей машин и приборов. Минск: Наука и техника, 1976, 328 с., с. 68. 3. Yashcheritsyn P.I., Zaitsev A.G., Barbotko A.I. Thin finishing processes of machining parts of machines and devices. Minsk: Science and Technology, 1976, 328 p., P. 68.

4. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для студентов втузов. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1989. - 328 с., с. 65. 4. Garkunov D.N. Tribotechnology: Textbook for university students. - 2nd ed., Revised. and additional.- M.: Mechanical Engineering, 1989. - 328 p., p. 65.

5. Ящерицын П.И., Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. - Минск.: Наука и техника, 1986. - 215 с., с. 12...13. 5. Lizarditsyn P.I., Minakov A.P. Hardening processing of non-rigid parts in mechanical engineering. - Minsk .: Science and technology, 1986. - 215 p., P. 12 ... 13.

Claims

A method of processing internal surfaces of rotation of non-rigid preforms of steel without thermo-hardening, characterized in that it includes dimensional blade processing, surface plastic deformation by hard working elements until a roughness parameter R _a = 0.25 is obtained on the treated surface. . . 0.16 μm and centrifugal pneumo-hydrodynamic treatment with deforming elements until a roughness parameter R _a <0.16 μm is obtained on the treated surface.