УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ОБРАБОТКИ НА ДЕФОРМАЦИЮ ДЕТАЛИ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПРИ ДОРНОВАНИИ ОТВЕРСТИЙ

6.1. Цель работы

Практически ознакомиться с процессом дорнования.

Исследовать влияние натяга и числа проходов при дорновании на величину тягового усилия, деформации и шероховатость поверхности обработанной детали.

6.2. Техника безопасности

Перед проведением работы необходимо изучить правила техники безопасности, изложенные в третьем разделе.

При выполнении данной работы следует обратить особое внимание на соблюдение следующих требований:

1. При работе на настольном гидропрессе следить за точной установкой исследуемых образцов;

2. Работая с гидропрессом, необходимо следить за тем, чтобы не проливать масло на стол.

Все правила техники безопасности подлежат безусловному выполнению.

6.3. Подготовка к проведению работы

Процесс обработки отверстий дорнованием заключается в том, что инструмент (дорн) определенной формы проталкивается (протягивается) через обрабатываемое отверстие, имеющее несколько меньшие диаметральные размеры, чем размер дорна. При этом за счет пластических деформаций диаметр обрабатываемого отверстия увеличивается; поверхностный сдой металла в отверстии упрочняется, а шероховатости сглаживаются (Рис.19). Во многих случаях дорнованием можно заменить операции шлифования и чистового протягивания.

Дорнование применяется с целью достижения высокой точности размеров и шероховатости поверхности, повышения износостойкости и усталостной прочности деталей; увеличения прочности прессовых посадок и стабильности в работе подвижных посадок; повышения статической прочности цилиндров, работающих под высоким внутренним давлением.

Экономически целесообразной точностью при дорновании отверстий является Н7-Н9. Шероховатость обработанного дорнованием отверстия зависит от шероховатости предварительной его обработки, натяга дорнования, числа проходов дорна, физико-механических свойств материала детали, геометрии дорна, применяемой смазки и других факторов. При обработке дорнованием с оптимальным натягом можно обеспечить улучшение шероховатости обрабатываемой поверхности отверстия в 5-10 раз.

Суммарная деформация (изменение размеров) детали складывается из пластической (остаточной, необратимой) и упругой (обратимой) деформации.

Под воздействием дорна внутренний диаметр детали увеличивается на величину натяга (полная или суммарная деформация). Однако после прохода дорна размеры детали, вновь уменьшаются на величину упругой деформации.

Основным параметром процесса дорнования является натяг - разность диаметральных размеров дорна и обрабатываемого отверстия. Один и тот же натяг может быть создан одним дорном (однопроходное или однозубое дорнование)  или последовательно несколькими дорнами (многопроходное или многозубое дорнование). С увеличением натяга, в связи с ростом напряжений, в контактной зоне инструмент - деталь возрастают деформации по внутреннему и наружному диаметрам детали и снижается шероховатость обрабатываемой поверхности, однако растет и тяговое усилие. Применение многопроходного (многозубого) дорнования, благодаря распределению натяга между несколькими дорнами, ведет к снижению тягового усилия для каждого отдельного дорна.

6.4. Материальное обеспечение работы

6.4.1. Настольный гидропресс завода "Физприбор", г. Киров.

6.4.2. Шток для проталкивания дорнов.

6.4.3. Подставка для образцов.

6.4.4. Набор дорнов (5 штук).

6.4.5.  Образцы для исследований (5 штук).

6.4.6. Индикаторный нутромер НИ 18-25-0,01.

6.4.7. Микрометр МКО-25-0,01.

6.4.8. Микрометр МК 25-50-0,01.

6.4.9. Подставка для микрометра.

6.4.10.Образцы сравнения шероховатости поверхностей R_Z =10-0,8 мкм.

6.4.11.Чертилка.

6.4.12. Смазка (судъфофрезол, масло индустриальное).

6.4.13. Кисть для нанесения смазки.

Рис. 19 - Схема дорнования

6.5. Методика проведения исследования

6.5.1. Измерить микрометром 0-25 размеры дорнов по калибрующей ленточке – d_д и записать результаты измерений в отчет, расположив цифры в порядке возрастания размеров.

6.5.2. Настроить при помощи микрометра 0-25 индикаторный нутромер. Для этого необходимо установить на микрометре, номинальный размер отверстия втулки, заданный лаборантом или  преподавателем. Затем ввести индикаторный нутромер между измерительными поверхностями микрометра, установленного на подставке. Легким покачиванием нутрометра определить положение, при котором стрелка индикатора изменяет направление движения на обратное. В этом положении установить шкалу индикатора на нуль.

ПРИМЕЧАНИЕ. Путем изменения размера на микрометре определить направление движения стрелки индикатора при увеличении и уменьшении измеряемого размера. Соответственно этому при измерениях пользоваться красной шкалой индикатора.

6.5.3. Измерить нутрометром внутренний диаметр образцов d₀ и занести результаты замеров в отчет в порядке возрастания порядковых номеров.

6.5.4. Промаркировать образцы, нанося на их торцы порядковые номера чертилкой.

6.5.5. Измерить микрометром 25-50 наружный диаметр образцов – D₀, и занести результаты в отчет в порядке возрастания порядковых номеров.

6.5.6. Нанести с помощью кисти смазку на внутреннюю поверхность образцов.

6.5.7. Установить на стол гидропресса подставку и произвести дорнование образцов. Причем каждый образец обрабатывать дорном, размеры которого записаны в той же строке таблицы, что и порядковый номер обрабатываемого образца. При дорновании снимать показания манометра гидропресса, и заносить их в отчет.

6.5.8. Протереть поверхность образцов ветошью для удаления смазки.

6.5.9. Повторить пункты 3 и 5 для дорнованных образцов и занести результаты замеров в отчет. Результаты замеров образца № 1 занести также в отчет.

6.5.10. Определить величину шероховатости с различным натягом образцов. Результаты занести в отчет.

6.5.11. Смазать внутреннюю поверхность образца № 1, обработанного дерном наименьшего размера.

6.5.12. Произвести дорнование образца № 1 дорном следующего по величине размера (очередной проход), зафиксировать давление по манометру.

6.5.13. Повторять последовательно пункты 6.5.9.-6.5.13. для всех дорнов. Результаты замеров замести в отчет.

6.5.14. Рассчитать параметры процесса дорнования:

1. Абсолютный натяг дорнования - t (мм)

                                          (26)

где d_д - диаметр дорна по калибрующей ленточке (мм);

d₀ - диаметр исходного отверстия;

2. Тяговое усилие при дорновании - Р (Н)

                                            (27)

где F =26,4 см² - площадь большого поршня гидропресса

  Р - давление в гидросистеме пресса по манометру (Па);

3. Остаточную деформации по внутреннему диаметру образца (мм)

                           (28)

где d_k - диаметр отверстия К-го образца после дорнования (мм);

d₀ - исходный диаметр отверстия этого образца (мм);

4. Остаточную деформацию по наружному диаметру образца  (мм)

                         (29)

где  - исходный наружный диаметр этого образца (мм);

   - наружный диаметр k-го образца после дорнования (мм).

Расчетные параметры занести в отчет.

6.5.15. Построить графики следующих зависимостей для однопроходного и многопроходного дорнования:

                                    (30);

                         (31);

                                            (32).

6.5.16. Сравнить результаты, полученные при определении остаточных деформаций и усилия при однопроходном и многопроходном дорновании и вычислить процент их расхождения для наибольшего значения натяга.

6.6. Содержание выводов

6.6.1. Указать, как влияет на шероховатость поверхности при дорновании: увеличение натяга; число проходов дорна.

6.6.2. Указать, как влияет увеличение натяга: на тяговое усилие при дорновании; на остаточные деформации по наружному и внутреннему диаметру образцов.

6.6.3. Указать, как влияет число проходов при дорновании на усилие и деформации образцов.

6.7. .Контрольные вопросы

6.7.1. В чем заключается цель и задачи  работы?

6.7.2. Какими параметрами определяется качество поверхностей деталей машин?

6.7.3. Какие существуют методы оценки шероховатости поверхностей?

6.7.4. Какие приборы, инструменты, оборудование используются в работе?

6.7.5. Какой общий порядок выполнения работы?

6.7.6. Что является основным параметром процесса дорнования?

6.7.7. Что такое натяг дорнования?

6.7.8. Из каких частей состоит полная деформация детали?

6.7.9. Как влияет натяг на усилие и деформации детали при дорновании и почему?

6.7.10. Как влияет натяг на шероховатость поверхности отверстия при дорновании?

6.7.11. Как влияет число проходов при дорновании на усилие и деформации деталей и почему?

Оглавление