Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 46 ТЕХНОЛОГИЯ Анализ указанной выше литературы показал, что все исследования остаточных напряжений проведены при дорновании отверстий по схе- ме сжатия. Между тем дорнование отверстий в длинных цилиндрах, обладающих низкой про- дольной устойчивостью, целесообразно, как показано в работах [6, 7], выполнять по схеме растяжения. Если цилиндр обладает высокой продольной устойчивостью и имеет на конце бурт, то дорнование отверстий в нем одинаково успешно может быть выполнено как по схеме сжатия, так и по схеме растяжения. Очевидно, что для выбора схемы дорнования, а также в целом для оценки эффективности его примене- ния при изготовлении толстостенных цилиндров необходимо располагать сведениями о влиянии этой схемы на остаточные напряжения. Цель работы – экспериментально исследовать оста- точные деформации толстостенных цилиндров и образующиеся в них остаточные напряжения при дорновании по схемам сжатия и растяжения. Методика исследования Эксперименты проводили на образцах из стали 45 (НВ 1800…2000 МПа) с диаметром отверстий d = 5 мм и наружным диаметром D = 15 мм, рабочей длиной L = 50 мм (рис. 1). Отверстия в образцах получали сверлением и рассверливанием спиральными сверлами на то- карном станке. Дорнование отверстий выпол- няли на испытательной машине УМЭ-10ТМ с помощью специального приспособления [13] по схемам сжатия (рис. 1, а ) и растяжения (рис. 1, б ). При этом использовали однозубые дорны из твердого сплава ВК8 с углами рабоче- го и обратного конусов 6  и шириной соединя- а б Рис. 1. Схемы дорнования отверстий: а – сжатия; б – растяжения ющей их цилиндрической ленточки 3 мм. Для обеспечения высокой точности и качества по- верхностного слоя отверстий дорнование про- изводили за два цикла. Натяг при первом цикле составлял около 0,3 мм, при втором – 0,05 мм. В качестве смазочного материала при дорно- вании использовали жидкость МР-7. Скорость дорнования была равной 0,008 м/с. Суть экспериментов состояла в определении остаточных деформаций образцов после дорно- вания по схемам сжатия и растяжения и остаточ- ных напряжений в них. Окружные остаточные деформации на по- верхности отверстия и наружной поверхности образцов после дорнования находили по изме- нению их диаметров. Диаметр отверстий изме- ряли нутромером фирмы «Carl Zeiss Jena» (ФРГ) с ценой деления 0,01 мм, диаметр наружной по- верхности – рычажным микрометром МР25 с ценой деления 0,002 мм. Осевую остаточную де- формацию образцов определяли на их наружной поверхности по изменению расстояния l = 40 мм между нанесенными на эту поверхность отпе- чатками конического индентора (см. рис. 1). Для измерения этой деформации использовали уни- версальный измерительный микроскоп УИМ-21 с ценой деления 0,001 мм. Для определения остаточных напряжений бурт у образцов отрезали на электроэрозионном проволочно-вырезном станке с ЧПУ модели DK 7725 (КНР), а наружную поверхность получен- ных при этом образцов (полых цилиндров) и их торцы подвергали тонкому шлифованию. Оста- точные напряжения находили методом Закса [14, 15]. В соответствии с этим методом с внутрен- ней поверхности образцов на указанном станке последовательно удаляли слои металла толщи- ной 0,7 мм, измеряли возникающие при этом из- менения их наружного диаметра и высоты, а за- тем рассчитывали средние значения окружных, радиальных и осевых остаточных напряжений в удаленных слоях. В каждом эксперименте ис- пользовали по два образца. Измерение диаметров наружной поверхности образцов выполняли на ультраоптиметре фирмы «Carl Zeiss Jena» (ФРГ) с ценойделения 0,0002 мм. Высоту образцов измеряли с помощью микрока- тора с ценой деления 0,0005 мм, закрепленного в стойке. Схемы измерения размеров образ- цов показаны на рис. 2. Диаметры наружной