СПОСОБ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НЕЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК ГИЛЬЗ ГИДРОЦИЛИНДРОВ
METHOD OF FINISHING OF INNER SURFACES OF NON-RIGID WORKPIECES OF CASES OF HYDRAULIC CYLINDERS

Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к финишной обработке внутренних поверхностей нежестких заготовок гильз гидроцилиндров, например телескопических, с жесткими требованиями по цилиндричности.
Известен способ обработки нежестких заготовок гильз центрального опрокидывающего механизма (ЦОМ) и гильз поршневых и плунжерных гидроцилиндров, включающий операции лезвийной обработки и окончательного накатывания поверхности жестким роликовым инструментом [1].
Это позволяет обеспечить требуемую шероховатость поверхности в пределах Ra=0,16…0,63 мкм. Однако остается проблема достижения качества гильз ЦОМ по цилиндричности, выходящей в ряде случаев за пределы поля допуска, также как и достижение остальных требований по макрогеометрии нежестких гильз поршневых и плунжерных гидроцилиндров.
Это является недостатком упомянутого способа обработки, так как приводит к значительным непроизводительным затратам производства, которые заключаются в появлении неисправимого брака ряда деталей после финишной обработки гильз жестким роликовым инструментом, когда происходит не только пластическая, но и объемная деформация всей нежесткой заготовки [2].
Известен также способ упрочняющей пневмоцентробежной обработки заготовок гильз стальными шарами, движущимися по кольцевой траектории в турбулентном потоке сжатого воздуха и перемещающимися по обрабатываемой поверхности относительно продольной оси заготовки, при их импульсно-ударном воздействии на исходный микрорельеф, полученный в результате лезвийной обработки [3].
Данный способ позволяет при деформационном упрочнении рабочей поверхности гильзы оставить без изменений макрогеометрию (отклонения от круглости и цилиндричности), полученную на предшествующей операции растачивания. За счет деформационного упрочнения повышается износостойкость поверхности гильзы, так как происходит наклеп поверхности, сопровождающийся увеличением микротвердости, а микротрещины устраняются (залечиваются), но процесс пневмоцентробежной обработки является малопроизводительным и трудоемким, осуществляется за три прохода инструмента (первый проход - однорядный пневматический шариковый накатник, второй и третий проход - двухрядный пневматический шариковый накатник) [3].
Задачей изобретения является создание способа обработки, позволяющего устранить непроизводительные затраты при изготовлении нежестких гильз гидроцилиндров, за счет упрочнения поверхности, смятия и сглаживания микронеровностей шарами в условиях их виброколебаний в турбулентном кольцевом потоке сжатого воздуха, что приводит к уменьшению удельных контактных давлений на обрабатываемую поверхность и позволяет сохранить макрогеометрию гильзы (цилиндричность, отклонение от круглости), полученную на операции растачивания, предшествующей финишной обработке. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества изготовления гильз гидроцилиндров по макрогеометрии (цилиндричности, отклонению от круглости), а также уменьшение трудоемкости изготовления нежестких гильз гидроцилиндров и повышение производительности пневмоцентробежной обработки.
Поставленная задача решается способом финишной обработки внутренних поверхностей нежестких заготовок гильз гидроцилиндров, включающим лезвийную и пневмоцентробежную обработку внутренней поверхности гильзы, в котором согласно изобретению перед пневмоцентробежной обработкой производят лезвийную обработку внутренней поверхности гильзы с достижением шероховатости поверхности Ra=0,8…2,5 мкм, а пневмоцентробежную обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют пневматическим шариковым накатником центробежного действия с получением на поверхности гильзы шероховатости Ra=0,16…0,63 мкм и обеспечением требований по цилиндричности, полученной на операции лезвийной обработки, при этом подача пневматического шарикового накатника Sмин=100…600 мм/мин, а давление сжатого воздуха, подводимого к пневматическому шариковому накатнику, Ρ=0,25…0,5 МПа.
Использование вышеописанного способа для обработки внутренней поверхности опытной партии гильз - трубы выдвижной IV ЦОМ (для МАЗа) показало, что рабочая поверхность гильз после пневмоцентробежной обработки имеет шероховатость Ra=0,63 мкм и отклонение от цилиндричности 0,04 мм, полученное на предшествующей технологической операции растачивания и оставшееся без изменений за счет исключения объемной деформации заготовки при пневмоцентробежной обработке. Пневмоцентробежная обработка гильз ЦОМ осуществлялась за один ход инструмента с минутной подачей Sмин=250 мм/мин. Применение пневмоцентробежной обработки привело к исключению брака гильз ЦОМ по цилиндричности и другим параметрам макрогеометрии. В зависимости от величины исходной шероховатости поверхности, режимов процесса пневмоцентробежной обработки достигается Ra=0,16…0,63 мкм, что предпочтительно для изготовления нежестких гильз телескопических, поршневых и плунжерных гидроцилиндров.
Смазочно-охлаждающая жидкость в процессе пневмоцентробежной обработки не требуется, в отличие от прототипа. Деталь после обработки получают сухой и чистой.
Пример. Финишная обработка внутренней поверхности заготовки нежесткой гильзы гидроцилиндра: труба выдвижная IV ЦОМ (для МАЗа), черт. 55165-860 3565.
Материал заготовки сталь 45 ГОСТ 1050-89 с твердостью НВ 156…217, прошедшая нормализацию.
+0,14
Наружный диаметр - 100 мм, диаметр отверстия - 87 мм, длина - 867 мм. Шероховатость поверхности гильзы после лезвийной обработки Ra=0,8…2,5 мкм. Цилиндричность меньше либо равна 0,04 мм.
Шероховатость внутренней цилиндрической поверхности по чертежу Ra=0,63 мкм, допуск цилиндричности - 0,04 мм.
Лезвийная обработка внутренней поверхности гильзы производится на токарно-винторезном станке мод. 1М63 с достижением шероховатости поверхности Ra=0,8…2,5 мкм.
Применяемое оборудование при пневмоцентробежной обработке: токарно-винторезный станок мод. 1М63. Заготовка базировалась на станке в специальном приспособлении. Инструмент - пневматический шариковый накатник центробежного действия, укомплектованный стальными шарами с двумя рядами, каждый из которых имеет разнонаправленное вращение под действием струй сжатого воздуха. Между внутренним диаметром поверхности гильзы и наружным диаметром инструмента имеется зазор для выхода отработавшей среды в атмосферу.
Режимы процесса финишной пневмоцентробежной обработки
Давление в пневмосистеме подводимого к инструменту сжатого воздуха, Ρ=0,25…0,5 МПа.
Минутная подача инструмента, Sмин=100…600 мм/мин.
Количество ходов инструмента, i=1.
В результате обработки по предлагаемому способу после пневмоцентробежной обработки гильз на различных режимах достигается шероховатость поверхности Ra=0,16…0,63 мкм. Цилиндричность меньше либо равна 0,04 мм. Анализ полученных результатов показал, что по сравнению с традиционным деформационным упрочнением поверхности гильз жестким роликовым накатником предлагаемый способ ПВДО позволяет исключить брак по цилиндричности и другим общетехническим параметрам: шероховатости поверхности, отклонению от круглости и т.д.
Источники информации
1. РТМ 37.002.0024-74. Технология поверхностного пластического деформирования автомобильных деталей. - М.: НИИТавтопром, 1971. - 100 с., с. 8.
2. Справочник конструктора машиностроителя в 3-х т. Т1. - 9-е изд. перераб. и доп./ Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2006. - 928 с., с. 458.
3. Минаков А.П., Бунос А.А. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей. / Под ред. П.И. Ящерицына. - Мн.: Навука i тэхнiка, 1995. - 304 с., с. 231-232.