Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 45 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.787 ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ДОРНОВАНИИ ОТВЕРСТИЙ В ТОЛСТОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРАХ ПО СХЕМАМ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ В.Ф. СКВОРЦОВ, канд. техн. наук, доцент, Р.С. ЦЫГАНКОВ, магистр, А.О. БОЗНАК, магистрант, В.С. ФЕДОТОВ, магистрант ( ТПУ, Томск ) Поступила 30 мая 2014 Рецензирование 30 июня 2014 Принята к печати 17 июля 2014 Скворцов В.Ф. – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, е-mail: TMRI@tpu.ru Приведена методика и результаты экспериментального исследования методом Закса остаточных напря- жений в толстостенных цилиндрах из стали 45 с диаметром отверстий 5 мм, наружным диаметром 15 мм, высотой 50 мм после дорнования по схемам сжатия и растяжения с натягами, обеспечивающими высокую точность отверстий. Установлено, что при переходе от схемы сжатия к схеме растяжения возрастают осевая и радиальная и уменьшаются окружные остаточные деформации на поверхности отверстия и наружной по- верхности цилиндров. При этом наибольшие по абсолютной величине остаточные напряжения в них увели- чиваются: окружные – с 285 до 320 МПа; радиальные – со 105 до 115 МПа; осевые – с 20 до 60 МПа. Пока- зано, что характер распределения остаточных напряжений в цилиндрах не зависит от использованной схемы дорнования. Ключевые слова: дорнование отверстий, схемы сжатия и растяжения, толстостенные цилиндры, оста- точные напряжения. Введение Дорнование отверстий сопровождается фор- мированием в деталях значительных остаточных напряжений [1, 2]. Наибольшими по абсолютной величине являются окружные остаточные на- пряжения, которые определяют важнейшие экс- плуатационные свойства деталей: усталостную прочность [3], износостойкость [4, 5], точность [1, 4, 6, 7] и др. Высокий уровень остаточных напряжений имеет место при дорновании отверстий в по- лых цилиндрах. При отношениях наружно- го диаметра цилиндра к диаметру отверстия D / d = 1,3…3,0 у поверхности последнего в зави- симости от натяга дорнования могут возникать как сжимающие, так и растягивающие окружные остаточные напряжения [5, 6, 8, 9]. Абсолютная величина этих напряжений может быть близка к пределу текучести  0,2 материала детали. Для формирования сжимающих окружных остаточ- ных напряжений у отверстия, способствующих повышению эксплуатационных свойств цилин- дров, последний цикл дорнования необходимо выполнять с малым (около 0,01 d ) натягом [8]. Если у цилиндров D / d > 3, то у их отверстия по- сле дорнования как правило образуются только сжимающие окружные остаточные напряжения, которые по абсолютной величине могут значи- тельно превышать предел текучести материала деталей [10–12].