Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 14 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.787 СНИЖЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ОБРАБОТАННЫХ ДОРНОВАНИЕМ ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРАХ ПЛАСТИЧЕСКИМ РАСТЯЖЕНИЕМ В.Ф. СКВОРЦОВ, канд. техн. наук, доцент А.Ю. АРЛЯПОВ, канд. техн. наук, доцент И.И. ОГОЛЬ, ассистент В.С. ФЕДОТОВ, магистрант ( ТПУ, г. Томск ) Поступила 30 января 2014 Рецензирование 20 марта 2014 Принята к печати 24 марта 2014 Скворцов В.Ф. – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, e-mail: TMRI@tpu.ru Представлены методика и результаты экспериментальных исследований возможности снижения оста- точных напряжений в обработанных дорнованием цилиндрах из стали 45 с диаметром отверстий 5 мм и степенью толстостенности D/d , равной 2 и 3, пластическим растяжением. Установлено, что уже при осевой пластической деформации растяжения 0,005 происходит значительное уменьшение окружных остаточных напряжений в этих цилиндрах; при увеличении этой деформации до 0,015…0,020 окружные остаточные на- пряжения снижаются по абсолютной величине со 140…500 МПа до 30…50 МПа. Приведены расчетные за- висимости для оценки точности диаметральных размеров цилиндров после их пластического растяжения. Показано, что точность отверстий диаметром не более 5 мм при пластическом растяжении обработанных дорнованием цилиндров снижается менее чем на один квалитет. Ключевые слова: дорнование отверстий, толстостенные цилиндры, остаточные напряжения, пластиче- ское растяжение, точность отверстий. Введение Дорнование глубоких отверстий малого диа- метра ( d =1…5 мм, L / d ≤ 100, где L – глубина отверстий) в деталях типа толстостенных ци- линдров, выполняемое твердосплавными ин- струментами с большими натягами (до 0,1 d и более), является высокопроизводительным ме- тодом их отделочной обработки. Оно может быть использовано сразу после сверления от- верстий спиральными сверлами, позволяя повы- сить точность диаметра отверстий с IT11–IT 13 до IT 7, уменьшить шероховатость поверхности с Ra = 2,5…5 мкм до Ra = 0,1…1 мкм, а также значительно упрочнить поверхностный слой и сформировать в нем благоприятные сжимающие остаточные напряжения [1–3]. В то же время не- обходимо иметь в виду, что после дорнования с большими натягами во всем объеме толстостен- ных цилиндров возникают высокие остаточные напряжения [1–3]. Если при дальнейшей обра- ботке с цилиндров удаляются значительные при- пуски (напуски), то вследствие перераспределе- ния остаточных напряжений имеют место их существенные деформации и снижение точно- сти [4–9]. Это возможно также из-за релаксации остаточных напряжений с течением времени [8]. Анализ литературы [10–12] показал, что од- ним из эффективных методов снижения оста- точных напряжений в изделиях простой геоме- трической формы является метод пластического растяжения с малыми деформациями, который