ВЫГЛАЖИВАЮЩАЯ ПРОШИВКА

Полезная модель относится к инструментам, предназначенным для окончательной обработки и упрочнения поверхностного слоя отверстий деталей машин.
Известна выглаживающая прошивка, содержащая переднюю цилиндрическую направляющую часть, выглаживающую часть, состоящую из нескольких рабочих зубцов с постепенным увеличением их диаметра и нескольких зубцов одного диаметра и заднюю направляющую цилиндрическую часть. (А.В. Щёголев «Конструирование протяжек», М.: Машгиз, 1960, фиг. 80, стр. 167).
Диаметр передней направляющей части принимают равным наименьшему диаметру предварительно обработанного отверстия с отклонением посадки е8 (А.В. Щёголев «Конструирование протяжек», М.: Машгиз, 1960, стр. 108, 111) или по 17 (П.Г. Кацев «Обработка протягиванием», М.: Машиностроение, 1986, стр. 40). Таким образом, между передней направляющей частью прошивки и поверхностью предварительно обработанного отверстия детали всегда существует зазор. Наличие зазора не обеспечивает совмещения оси предварительно обработанного отверстия детали с осью прошивки до процесса выглаживания, (оси расположены под углом друг к другу), в результате чего обработанное прошивкой отверстие не концентрично исходному. При этом происходят отклонения от технических требований на взаимное расположение выглаженного отверстия относительно других поверхностей детали, которые были обработаны до выглаживания.
Известна также выглаживающая прошивка, состоящая из передней направляющей части, выглаживающей части в виде нескольких рабочих зубцов и задней цилиндрической направляющей части, причем передняя направляющая часть выполнена в виде нескольких, последовательно расположенных групп зубцов, зубцы в каждой группе имеют одинаковый диаметр, с постепенным увеличением диаметров каждой группы зубцов, при этом увеличение осуществляется от наименьшего до наибольшего 0размеров диаметра, соответствующих наименьшему и наибольшему размерам диаметра предварительно обработанного отверстия (патент на полезную модель RU 46503, D04H 18/00, 07.02.2005). Такое исполнение передней направляющей обеспечивает точное совмещение осей прошивки и предварительно обработанного отверстия, что позволяет выдержать заданные технические требования на взаимное расположение выглаженного отверстия относительно других поверхностей детали.
Недостатком известной прошивки является то, что при различных диаметрах предварительно обработанного отверстия в пределах допуска на него и соответствующем центрировании прошивки по различным парам зубцов переднее направляющей части материал детали, поступающий на выглаживающую часть может быть как не упрочненным, так и упрочненным. Если прошивка сцентрировалась по последней паре зубцов направляющей части, то материал перед вступлением в работу выглаживающей части будет не упрочнен. При центрировании по любой другой паре зубцов материал будет иметь различную степень упрочнения, глубину упрочненного слоя (радиальную остаточную деформацию) и величину остаточных напряжений. Кроме того, суммарная величина упрочнения от зубцов направляющей и выглаживающей части может привести к перенаклепу и ухудшению шероховатости обработанного отверстия детали, что снизит эксплуатационные показатели изделия. Таким образом, при изменении диаметра предварительно обработанного отверстия в пределах допуска будут колебаться степень наклепа, глубина упрочненного слоя и величина остаточных напряжений в поверхностном слое отверстия детали.
Задачей полезной модели является обеспечение стабильного качества поверхностного слоя обработанного отверстия детали.
Технический результат выражается в обеспечении стабильных прочностных характеристик поверхностного слоя отверстий, за счет чего повышается надежность и долговечность деталей машин.
Технический результат достигается тем, что выглаживающая прошивка содержит переднюю направляющую часть, состоящую из нескольких последовательно расположенных групп зубцов, имеющих в каждой группе одинаковый диаметр, с постоянным увеличением диаметров каждой группы зубцов, осуществляемым от наименьшего до наибольшего размеров диаметра, соответствующих наименьшему и наибольшему размерам диаметра предварительно обработанного отверстия, выглаживающую часть в виде нескольких рабочих зубцов и заднюю цилиндрическую направляющую часть, при этом между передней и выглаживающей частью расположен зубец с режущей кромкой, диаметр которой больше диаметра упрочненного поверхностного слоя отверстия детали, полученного после обработки направляющей частью прошивки отверстия наименьшего диаметра.
Новым в полезной модели является то, что между передней направляющей и выглаживающей частью расположен зубец, с режущей кромкой, диаметр которой больше диаметра упрочненного поверхностного слоя отверстия детали, полученного после обработки направляющей частью прошивки отверстия наименьшего диаметра.
На рисунке представлен сборный вариант предлагаемой прошивки.
Прошивка состоит из передней направляющей части 1, зубца 2 с режущей кромкой, надетых на цилиндрическую поверхность выглаживающей части 3, выполненной за одно целое с задней цилиндрической направляющей частью 4, и закрепленных гайкой 5.
Направляющая часть 1 содержит пары 6, 7, 8 зубцов, а выглаживающая зубцы 9, 10. Цилиндрические поверхности каждой пары 6, 7, 8 зубцов выполнены одного диаметра с постепенным увеличением диаметров пар в направлении к задней направляющей части. Диаметр первой пары зубцов равен наименьшему диаметру предварительно обработанного отверстия, а последней 8 - наибольшему диаметру предварительно обработанного отверстия. Диаметр последнего зубца 10 выглаживающей части 3 соответствует диаметру окончательно обработанного отверстия, заданного чертежом детали. Диаметр Д режущей кромки зубца 2 выполнен больше диаметра упрочненного поверхностного слоя отверстия детали, полученного после обработки направляющей частью прошивки отверстия наименьшего диаметра.
У
Диаметр Д упрочненного поверхностного слоя отверстия рассчитывается по формуле:
У
0
ОСТ
Д=Д+2И,
О
где Д - диаметр отверстия детали, полученной после обработки направляющей частью прошивки отверстия наименьшего диаметра;
ОСТ
И - глубина упрочненного поверхностного слоя (радиальная остаточная деформация).
Глубина упрочненного поверхностного слоя может быть определена металлографическим способом или рассчитана аналитически. (См. Н.С. Сивцов. «Самоорганизация контактного трения и точность обработки при дорновании». Вестник машиностроения, 2003, №1, стр. 57, формула (2)).
Обработку отверстия детали проводят следующим образом. Направляющую часть 1 прошивки вставляют в предварительно обработанное отверстие детали до получения плотного контакта двух цилиндрических поверхностей зубцов с поверхностью отверстия. Деталь с плотно вставленной в отверстие прошивкой устанавливают на стол винтового или гидравлического пресса. Шток пресса упирают в торец задней направляющей части прошивки, включают подачу и производят обработку. Режущая кромка зубца 2 срезает упрочненный слой материала, если прошивка сцентрирована по паре зубцов 6 или 7 или - неупрочненный слой материала, если сцентрирована по паре 8; после чего в работу вступают выглаживающие зубцы 9 и 10, формирующие отверстие детали и упрочняющие поверхностный слой.
Таким образом, предполагаемая полезная модель позволяет обеспечить стабильные прочностные характеристики поверхностного слоя отверстий, за счет чего повышается надежность и долговечность деталей машин.