Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 5 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 1. Схема наплывов металла на торцах заготовок, обработанных дорнованием: 1 – опора; 2 – заготовка Рис. 2 . Зависимости деформирующих уси- лий при дорновании отверстий в заготовках с D / d = 5 от их относительной высоты при натягах: 1 – a / d = 1,9 %; 2 – a / d = 6,5 %; 3 – a / d = 13,7 % рование наплыва металла на выходном торце заго- товок. При L / d < 2, когда для исключения прогиба заготовок необходимо использовать опору с диаме- тром отверстия, близким к диаметру инструмента, процесс дорнования с большими натягами не ис- следован. Результаты и обсуждение Для того чтобы восполнить этот пробел и полу- чить более полную картину влияния геометрических параметров заготовок на процесс дорнования, были выполнены экспериментальные исследования. Их проводили на заготовках из стали 30 (НВ 1230 МПа) с диаметром отверстий 5 мм, степенью толстостен- ности 2; 3; 5 и 10, относительной высотой 0,6; 1; 2; 4 и 10. Дорнование отверстий производили одно- зубыми дорнами из твердого сплава ВК8 с углами рабочего и обратного конусов 6 ° и шириной соеди- няющей их цилиндрической ленточки 3 мм. Обра- ботку выполняли с использованием специального приспособления [6] на испытательной машине УМЭ-10ТМ при скорости 0,008 м/с и натягах a/d 1,9 %, 4,7 %, 6,5 % и 13,7 %. В качестве смазочно- го материала при дорновании применяли жидкость МР-7. В ходе экспериментов измеряли деформирующие усилия, диаметры отверстий и наружные диаметры заготовок, размеры и объем наплывов металла на их торцах, а также осевую деформацию на наруж- ной поверхности заготовок, которую находили по изменению расстояния между нанесенными на эту поверхность отпечатками конического индентора. Погрешность измерения деформирующих усилий со- ставляла 10 Н; погрешность измерений геометриче- ских параметров заготовок не превышала 0,002 мм. Объем наплывов определяли путем построения их твердотельных моделей на ПК. Сначала было изучено влияние диаметра от- верстия опоры на образование наплывов метал- ла на выходном торце заготовок. Эксперименты проводились при разных натягах на заготовках с D / d = 10 и L / d = 4 при диаметре отверстия опо- ры 6; 7; 10 и 20 мм. Наибольший диаметр исполь- зованного дорна составлял 5,75 мм. Установле- но, что если наибольший диаметр наплыва d max (рис. 1) превышает диаметр отверстия опоры d 0 , то при дорновании заготовка приподнимается на образующемся наплыве, на котором формируется кольцевая площадка контакта с опорой. Причем при d 0 ≥ 7 мм размеры наплывов, возрастая с уве- личением натяга дорнования, не зависят от диа- метра отверстия опоры; при d 0 = 6 мм в отдельных случаях наблюдалось явление среза дорном части наплыва, прилегающей к отверстию заготовки. Для исключения этого явления, а также прогибов заготовок малой высоты все дальнейшие опыты проводили на опоре с d 0 = 7 мм, используя в каж- дом из них по три заготовки. Исследования показали, что при уменьшении от- носительной высоты заготовок происходит сниже- ние деформирующих усилий (рис. 2), а картина их остаточных деформаций при дорновании претерпе- вает существенные изменения. У заготовок малой относительной высоты ( L / d ≤ 1) из-за пониженного сопротивления деформированию вытесняемый из отверстия металл смещается только на выходной то- рец и наружную поверхность. При этом на входном торце заготовок формируется впадина (утяжина). Сказанное подтверждают результаты экспериментов,