Способ обработки внутренних цилиндрических поверхностей нетермообработанных стальных заготовок

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НЕТЕРМООБРАБОТАННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Минаков Анатолий Петрович Ильюшина Елена Валерьевна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Способ обработки внутренней цилиндрической поверхности нетермообработанной стальной заготовки, включающий размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами и пневмоцентробежную обработку,отличающийся тем, что поверхностное пластическое деформирование осуществляют жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатостив пределах 0,32 - 0,2 мкм, а пневмоцентробежную обработку осуществляют сначала шарами, поверхность которых имеет параметр шероховатости , равный 0,1 мкм, а затем шарами с параметром шероховатости 0,04 мкм. Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к тонким доводочным процессам обработки, главным образом внутренней цилиндрической поверхности заготовки, материалом для которой служит сталь без термообработки, т.е. в состоянии поставки. Известен способ обработки внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок из сталей без термоулучшения, включающий размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости 0,25 - 0,16 мкм и центробежную пневмовибродинамическую обработку (ПВДО) деформирующими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости 0,16 мкм 1. Указанным способом невозможно достичь на обрабатываемой внутренней цилиндрической поверхности заготовок из стали без термообработки параметра шероховатостименее 0,1 мкм, так как в качестве деформирующих элементов при центробежной ПВДО используются шары из стали ШХ 15 степени точности 100, поверхность которых имеет параметр шероховатости , равный 0,125 мкм. 13070 1 2010.04.30 Известно, что в паре трения сталь-полимер, имеющейся в гидроцилиндре, износ полимера происходит интенсивнее при шероховатости стальной поверхности грубее , равной 0,1 мкм 2. При этом получение поверхности, имеющей наилучшие эксплуатационные характеристики, возможно при достижении одного из диапазонов параметра шероховатостив пределах 0,09-0,07 мкм 3. Известен способ обработки внутренних поверхностей вращения заготовок из сталей без термообработки, включающий размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости 0,2 - 0,1 мкм и центробежную ПВДО деформирующими элементами, поверхность которых имеет шероховатость 0,08 мкм,до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатости 0,1 мкм 4. Несовершенство данного способа связано с тем, что поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами не всегда обеспечивает стабильность получения на внутренней цилиндрической поверхности заготовок шероховатости поверхностив пределах 0,2-0,1 мкм, особенную сложность вызывает обработка маложестких и нежестких заготовок. Большинство предприятий обеспечивают получение после поверхностного пластического деформирования шероховатости поверхностив пределах 0,32-0,2 мкм, что недопустимо при обработке по вышеуказанному способу, где очень важно выдерживать диапазон шероховатости поверхностив пределах 0,2-0,1 мкм под центробежную ПВДО. Задачей изобретения является стабильное достижение параметра шероховатостименее 0,1 мкм на обрабатываемой внутренней цилиндрической поверхности нетермообработанной стальной заготовки, которая после операции поверхностного пластического деформирования жесткими рабочими элементами имеет параметр шероховатостив пределах 0,32-0,2 мкм. Поставленная задача решается способом обработки внутренней цилиндрической поверхности нетермообработанной стальной заготовки, включающим размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жесткими рабочими элементами и пневмоцентробежную обработку, согласно изобретению, поверхностное пластическое деформирование осуществляют жесткими рабочими элементами до получения на обрабатываемой поверхности параметра шероховатостив пределах 0,32-0,2 мкм, а пневмоцентробежную обработку осуществляют сначала шарами, поверхность которых имеет параметр шероховатости , равный 0,1 мкм, а затем шарами с параметром шероховатости 0,04 мкм. Данный способ обработки пригоден для жестких, средней жесткости, маложестких и тонкостенных заготовок 5. Было установлено, что после ППД жестким роликовым накатником проведение пневмоцентробежной обработки сначала шарами из стали ШХ 15 степени точности 60, поверхность которых имеет , равный 0,1 мкм, а затем шарами из стали ШХ 15 степени точности 20 и менее, поверхность которых имеет 0,04 мкм, позволяет на обрабатываемой поверхности достигать параметра шероховатостименее 0,1 мкм. Пример. Финишная обработка внутренней цилиндрической поверхности гильзы гидроцилиндра, выполненная на токарно-винторезном станке мод. 16 К 20. В качестве заготовки использовалась бесшовная горячекатаная труба (сталь 35 с твердостью НВ 187), длина обработки - 400 мм. Внутренний диаметр 1007, шероховатость поверхности отверстия по чертежу 0,08 мкм. В качестве деформирующих элементов при пневмоцентробежной обработке применялись шары из стали ШХ 15 диаметром 12,7 мм, 11,112 мм и 9,525 мм. Обработка проводилась сначала шарами степени точности 60, поверхность которых имеет , равный 0,1 мкм, а затем шарами степени точности 20 и менее, поверхность которых имеет 0,04 мкм. 2 13070 1 2010.04.30 Шероховатость поверхности отверстия у партии заготовок после ППД жестким роликовым накатником составилав пределах 0,17-0,32 мкм. Режимы процесса окончательной пневмоцентробежной обработки Частота вращения заготовки,125 - 1000 мин-1. Давление подводимого к инструменту сжатого воздуха, Р 0,2 - 0,4 МПа. Подача инструмента (шаров),0,5 - 2 мм/об. Количество ходов инструментом,1 - 2. В результате обработки по предлагаемому способу на различных режимах достигается шероховатость обрабатываемой поверхностив пределах 0,07-0,09 мкм. Источники информации 1. Патент РФ 2207241, МПК В 24 В 39/02, 2003. 2. Гаркунов Д.Н. Триботехника Учебник для студентов втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. Машиностроение, 1989. - С. 65. 3. Шпеньков Г.П. Физикохимия трения. - Минск Университетское, 1991. - С. 59. 4. Патент РФ 2244619, МПК В 24 В 39/02, 2005 (прототип). 5. Ящерицын П.И., Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. - Минск Наука и техника, 1986. - С. 12. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3