Obrabotka Metallov. 2016 no. 2(71)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (71) 2016 7 технология с изложенным значительный интерес представ- ляет поиск технологических путей снижения этих напряжений. Основываясь на анализе литературы [1, 9, 10], можно предположить, что одним из таких путей является использование после дорнования с большими натягами осевого пластического сжатия цилиндров с малыми (1…2 %) деформа- циями и последующего дорнования с малыми (ориентировочно до 1 % от диаметра отверстия) натягами. При сжатии следует ожидать [8, 10, 11], что созданные при дорновании с большими натягами остаточные напряжения резко умень- шатся. Однако при этом неизбежно некоторое снижение достигнутой ранее точности отвер- стий. Последующее дорнование с малыми натя- гами, когда в цилиндрах воспроизводится полу- упругий режим деформирования (их наружная область остается в упругом состоянии), позволит восстановить эту точность и, как показано в ра- ботах [1, 9], сформировать остаточные напряже- ния значительно меньшие, чем при дорновании с большими натягами, при которых имеют место сквозные пластические деформации цилиндров. Цель работы – экспериментально исследо- вать возможности снижения остаточных напря- жений в обрабатываемых дорнованием с боль- шими натягами толстостенных цилиндрах с использованием пластического сжатия. Методика исследования Эксперименты проводили на образцах из стали 50 (НВ 2170…2290 МПа, s 0,2 ≈ 470 МПа). Диаметр отверстия образцов составлял 5 мм, на- ружный диаметр – 15 мм, длина – 30 мм. Суть экспериментов состояла в определении остаточ- ных напряжений и анализе точности отверстий образцов после дорнования с большими натяга- ми, пластического сжатия и дорнования с малы- ми натягами. Отверстия в образцах получали сверлением спиральным сверлом на токарном станке, за- тем отверстия развертывали ручной разверткой. Дорнование отверстий выполняли однозубыми дорнами из твердого сплава ВК8 с углами ра- бочего и обратного конусов 6° и шириной со- единяющей их цилиндрической ленточки 3 мм. Обработку производили на испытательной ма- шине УМЭ-10ТМ с помощью специального приспособления по схеме сжатия при скорости 0,008 м/c. В качестве смазочного материала при- меняли жидкость МР-7. Дорнование с большими натягами осуществляли за два цикла, используя дорны диаметром 5,25 и 5,298 мм. Средний сум- марный натяг при этом составлял а Σ = 0,259 мм ( а Σ /d ≈ 5,1 %). Дорнование с малыми натягами производили за один цикл дорном диаметром 5,304 мм. Натяг при этом был а = 0,046 мм ( а/d ≈ 0,9 %). Пластическое сжатие образцов с де- формациями 0,5 и 1% выполняли на ручном ме- ханическом прессе с применением специального приспособления. Для исключения перекосов об- разцов при сжатии предварительно с их торцов плоским шлифованием удаляли возникшие при дорновании наплывы металла, а для снижения трения торцы образцов смазывали смесью жид- кости МР-7 с дисульфидом молибдена. Измерение диаметров отверстий образцов выполняли нутромером фирмы « Carl Zeiss Jena » (ФРГ) с ценой деления 0,002 мм. Измерения проводили в двух продольных и трех попереч- ных сечениях отверстия (посредине образца и на расстоянии около 2 мм от его торцов). Точность отверстий оценивали по величине рассеивания их диаметров Δ d = d max – d min , где d max , d min – со- ответственно максимальный и минимальный диаметры в выборке из пяти образцов. Измере- ние наружных диаметров и длины образцов осу- ществляли микрометром МР25 с ценой деления 0,002 мм. Остаточные напряжения определяли мето- дом Закса [12, 13] с использованием формул И.А. Биргера [12]. При этом применяли методи- ку экспериментов по определению остаточных напряжений, описанную в [14, 15]. В каждом опыте использовали по три образца. Результаты и обсуждение Распределение окружных s q , радиальных s r и осевых s z остаточных напряжений вдоль ради- уса r образцов (эпюры напряжений), обработан- ных дорнованием со средним суммарным натя- гом а Σ / d = 5,1 %, который вызывает окружную остаточную деформацию на их наружной по- верхности Δ D/D = 0,0047, являющуюся упруго- пластической, показано на рис. 1. Видно, что в области, прилегающей к отвер- стию образцов, окружные и осевые остаточные