Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 6 технология УДК 621.787 СНИЖЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДОРНОВАНИЕМ ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИХ ПЛАСТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ В.Ф. СКВОРЦОВ , канд. техн. наук, доцент, А.О. БОЗНАК, аспирант, ( ТПУ, г. Томск ) Поступила 27 апреля 2016 Рецензирование 3 мая 2016 Принята к печати 15 мая 2016 Бознак А.О. – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, e-mail: aleksey@tpu.ru На основе анализа литературы высказано предложение, что для снижения остаточных напряжений в об- рабатываемых дорнованием с большими натягами толстостенных цилиндрах, при которых пластические де- формации в них являются сквозными, и сохранения высокой точности цилиндров необходимо осуществить их осевое пластическое сжатие и последующее дорнование с малыми натягами, при которых в цилиндрах воспроизводится полуупругий режим деформирования. Представлены результаты экспериментальных ис- следований методом Закса окружных, радиальных и осевых остаточных напряжений в цилиндрах из стали 50 (НВ 2170…2290 МПа) с диаметром отверстий d = 5 мм, наружным диаметром D = 15 мм, длиной L = 30 мм, а также точности отверстий цилиндров, выполненных для проверки этого предположения. Установлено, что в цилиндрах, обработанных двухцикловым дорнованием с суммарным натягом а Σ /d  = 5,1%, наибольшие по абсолютной величине окружные остаточные напряжения составляют –284 МПа; после пластического сжатия этих цилиндров с деформациями ∆L/L 0,5 и 1 % и одноциклового дорнования с натягом a/d = 0,9 % эти на- пряжения равны –177 МПа. Показано, что достигнутая при двухцикловом дорновании высокая точность от- верстий (IT7) после пластического сжатия цилиндров и одноциклового дорнования полностью сохраняется. Ключевые слова: толстостенные цилиндры, дорнование, пластическое сжатие, остаточные напряжения. DOI: 10.17212/1994-6309-2016-2-6-11 Введение Дорнование отверстий малого диаметра ( d ≤ 5 мм) в деталях типа толстостенных цилин- дров ( D/d ≥ 2) является одним из наиболее эф- фективных методов их отделочно-упрочняющей обработки [1–3]. Обладая высокой производи- тельностью, дорнование, выполняемое твердо- сплавными дорнами с натягами до 0,1 d и более, дает возможность повысить точность отверстий с IT11-IT13 до IT7, снизить шероховатость их по- верхности с Ra = 2 мкм до Ra = 0,1…0,3 мкм, значительно упрочнить поверхностный слой и сформировать в нем благоприятные сжимающие остаточные напряжения [4, 5]. Вместе с тем создаваемые при дорновании с большими натягами остаточные напряжения в толстостенных цилиндрах в отдельных случаях могут быть нежелательно высокими. Если при последующей обработке с цилиндров удаляются значительные припуски, то вследствие перерас- пределения остаточных напряжений они претер- певают существенные деформации и теряют ра- нее достигнутую точность [6, 7]. Это возможно также из-за релаксации остаточных напряжений в процессе эксплуатации цилиндров [8]. В связи