Text
                    \
\
l--
-
у
\
• ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЛАНО_ВЫА КОМИТЕТ
.СОВЕТА МИНИСТРОВ УКРАИНСКОЯ ССР
УКРАИНСКИА
НАУЧНО-ИССЛЕДОВА ТЕЛЬСКИА J,fН.СТИТУТ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФО-РМАЦИИ
И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ .ИССЛЕДОВАНИА
ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ ПРОТЯЖКИ ,
ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ
МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОГО
ДЕФО2МИРОВ_АНИЯ
~
@)
:КИЕВ 1968
1
1


)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЛАНОВЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ УКРАИНСКОй С СР УКРАИНСКИЙ НАУЧI-10-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИй ИНСТИТУТ . НАУЧНО - ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАI-!Ий УКРАИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗHAMEHJ,J НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КОНСТРУКТОРСКО ­ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СИНТЕТИЧЕСКИХ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИНСТРУМЕНТА А. М. РОЗЕНБЕРГ, докт. техн. наук, · О. А. РОЗЕНБЕРГ, канд. техн. наук, Д.А. СИРОТА ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОГО ,, ДЕФОРМИРОВАНИЯ (Опыт внедрения .и эксплуатации) Кие .в-1968 . \
Удк 521.919 Твердосплавные доотяжки для обработки отверстий метQдом пластuческоrа дефор­ мирования, Розенберг А. М., Розен­ берг О. А., Сирота Д. А., УкрНИИНТИ, К.., 1968. В информации изложен опыт внедрения и эксплуата­ ции твердосплавных деформирующих протяжек, разра­ ботанных Институтом сверхтвердых материалов, для об­ работки внутренних отверстий деталей типа втулок и труб. Описывается конструкция твердосплавных деформи­ рующих протяжек, технологические процессы обработки отверстий различных деталей, зависимость качества об­ работанных 011верстий от у,словий протягивания, рассмат­ риваются вопросы экономнчес1юй эффективности приме­ нения твердосплавных деформирующих протяжек . При- . водится технология алмазной обработки твердосплавных деформирующих колец протяжек. Информация пред:назначена для инженерно-техниче­ ских работников машиностроительных и металлообраба-• тывающих предприятий и научно-исследовательских уч­ реждений .
ВВЕДЕНИЕ В современной технике все более широкое распространени~ находят методы обработки внутренних и наружных поверхностеи деталей поверхностным пластическим деформированием. При такой обработке внутренних поверхностей не только снижается себес1'ОИ­ мость и повышаются ,эксплуатационные свойства деталей, но в ряде случаев етот способ обработки является единственным эконо­ мичным методом, позволяющим получать высtJкую чистоту и точ­ ность обработанной поверхности. Основные методы обработки внутренних цидиндрических по­ верхно_стей поверхностным пластическим деформированием можно разделить на три группы r[l ·- 6]. К первой группе относятся методы плас-:~:ического деформиро­ вания внутренних цилиндрических поверхностей, осуществляемые в условиях трения кач_ения рабочих элементов. В качестве инстру­ м·ента применяются жесткие нерегулируемые раскатники с кониче­ сюrми и цилиндричвскими роликами; раскатники упругого действия одношариковые, многошариковые и роликовые; вибрирующие ша­ риковые раскатники упругого действия; ротационные дорны (шари­ ковые и роликовые). Ко второй группе ,относятся методы обработки с помощью инструментов, осуществляющих деформирование поверхности в ус ­ ловиях трения скольжения рабочих элементов инструмента. Ра­ бочими инструментами являются однозубые и многозубые выгла­ живающие протяжки или прошивки и алмазные гладилки. К третьей группе относятся методы динамического наклепа обрабатываемой поверхности, осуществляемые с помощью рота ­ ционных упрочнителей, дробеметных устройств, шарикового накле­ па и чеканки. Используя вышеуказанные ме1'оды обработки внутренних ци­ линдрических поверхностей, осуществляют калибрование отверс­ тия (повышение геометрической точности), отделку отверстия (уменьшение шероховатости), упрочнение поверхностного слоя (создание наклепа и сжимающих напряжеJ-Iнй) . Из таблицы основ-
ных показа;гелей обработки отверстий этими методами видно, что они применяются только для поверхностного пластического дефор­ мирования, так как при · етом размеры обрабатываемого отверстия изменяются ,незначительно (не больше нескольких десятых милли­ метра). Основные показатели обработки отверстий . различными методами поверхностного пластического деформирования Характеристика процесса Деформирование по­ верхности в условиях трения Еачения Деформирован.не по- верхности в условиях трения с1<ольжения Динамический · на к.1еп­ поверхности Применяемые методы (инструменты) , Жесткие нерегули­ руемые раскатники Раскатники упруго­ го действия Вибрирующие рас- катниЕи упругого действия Припуск на обработку, J\i,tL 1 0,001 - 0,014 1 1 0,01 -0,20 1 1 0,01 -0,02 1 Ротационные · дорнr ,11 0,10 -0,16 Выглаживающее 0,02 -0,20 протягивание Алмазное выглажи- 1 0,QI0-0,015 1 ванне Ротационные уп-1 0,0 1 -0,05 1 рочнители Поверхностная че- 1 0,02 -0,05 [ канка Наклеп шариками 0,02 -0,05 Дробеструйный на­ клеп Достигаемое качество обработки Класс' 1 "!'ОЧНОС- ТИ • 3_:_1 1 2 2-1 2-1 2-3 2-3 2-3 3-5 Класс чистоты 9-11 9-•II 9-11 9-11 9-10 8-10 8-10 8-10 3-6 В последние годы в ряде организаций были предприняты по­ пытки осуществить обработку внутренних цилиндрических поверх­ ностей в деталях типа втулок и труб методами больших пластиче­ ских деформаций. Для такого процесса пригоден только очень жесткий инструмент, который при высоких контактных давлениях и очень больших силовых нагрузках может сохранять точные размеры и -передавать их обрабатываемому изделию. Таким ин­ струментом является . деформирующая многозубая (многокольце­ вая) протяжка или прошивка*. В 1959 г. М. С. Берлинером ПJ было предложено производить обработку внутреннего цилиндра плунжера домкрата из трубной заготовки по черной необработан- * Так как этим инструментом можно осуществлять пластические деформа­ ции , доходящие до 15-20% •диаметра отверстия, то в дальнейшем будем на­ зывать его деформирующей протяжкой (прошивкой) .
/ rн ой поверхности протяжкой с тремя деформирующими зубьями­ rк оль цами. Диаметр •отверстия заготовки увеличивался на 1,5- :2,5 .млt . Деформирующие кольца протяжки были изготовлены из ,ст а ли У110 с закалк_ой и последующим хромированием, а также из ,с т а.nи ЭИ366 без хромирования. Предложенный М . С. Берлинером технологический процесс об­ G) або тки _ позволяет исключить операции растачивания и хонингова- 350 6 5 4 Ростсельнаш. • 11011ченко Рис. 1. Диаграмма размерной стой­ кости колец, изготовленных из оаэ­ .личных марок сталей, при обоа­ б отке отвер·стий деформирующей протяжкой: /-хромированные кольца из стали У!О. Детали перед протягиванием отжигались; 2-хромированные кольца из стали У!О. детали перед протягиванием не отжи­ rал11сь; 3- кольца из стали ЭИ366: 4- 0,ольца из стали Р18, Обработка плохо под­ готовленных отверстий А 3 ; 5-кольца из с тали Pl8. Обработка хорошо 11одrотов­ _,,'fнных отверстий А 3 ; б~кольца из ста­ л и Р 18. Обработка хорошо подготовлен- ных отверстий л •. Рис. 2. Стальные кольца протяжки: а- новое кольцо; б - кольцо с наростом. ния .011веР'стий. Несмот,ря на высокую производительность обработки, значительное умень­ шение тру,доемкости и себе­ стоимости обработки, этот ме­ тод имел существенные недос­ татки. Во-1Первых, ,низкую стой- кость колец. Так, кюль,ца, из­ гото вленные из стали У11О с последующим хромированием (слой хр о ма 0,005-0,008 мм), обрабатывали 16 ,и длины протянутых дета- _ .nей , из стали ЭИ366 без хромирования - 65 м. Если трубчатые за готовки перед Jiротягиванием не подвергались отжигу, стойкость хр о мированных колец из стали У, 10 снижалась с 16 до 0,4 м дли­ ны протянутых . заготовок. Во-вторых, в процеосе протягивания на , рабочей · поверхности кольца часто образовывался нарост, оста.в ­ , ляющий на обработанной поверхности цилиндра глубокие про­ дол ьные царапины и риски. В 1965 г. В. П. Монченко и другие опубликов·али ряд материа- , лов [8_jl 1] по обработке деталей класса втулок, изготавливаемых из п устотелых заготовок способом дорнования. Этот способ закшq­ чается в «протягивании сборной деформирующей протяжки через отв ер,стие с натягами на каждом переходе, обеспечивающими плас­ тич ескую деформацию по сечению и полное деформирование от- • ве р стия • заготовки по движущемуся дорну» 1[8]. Для больших де­ ф ор маций отверстия в пределах 5-20% (черновые операции) ав- ' 5
тор рекомендует изготовлять кольца из быстрорежущей стали с за-· калкой до HRC63-65, а для малых деформаций отверстия в пре­ делах 0,5-1,5% - из твердого сплава ВК15 или ВК8. В зависи-· мости от технических требований к детали и качества очистк и: поверхности перед дорнованием стойкость кольца соответствует 200-500 м длины обработанной поверхности. На рис. · 1 приведен а, диаграмма размерной стойкости колец, изготовленных . из разли ч­ ньrх марок сталей, при обработке отверстий деформирующими про­ тяжками на заводах им. Лихачева и «Ростсельмаш» (по данным М. С. Берлинера и В. П. Монченко). На Киевском мотоциклетном заводе авторами настоящей бро­ шюры проводились наблюдения за износом стальных колец п р и. обработке отверстий в трубе наконечника пера вилки м отоци кла К-750 деформирующими протяжками с кольцами , изг о товленным и из сталей P1l8, ХВГ и Х12М. Интенсивный изно с колец ха ракт ери ­ зуется увеличением ширины цилиндрической ленто чки, которая первоначально у нового кольца равна 1 млt. По мере износа ши­ рина ленточки возрастает (увеличение ширины ленточки на 1 мм соответствует уменьшению диаметра кольца на 0,087 ,11м). После­ о:бра,ботки 140-34-0 отверстий диаметр колец уменьшался настоль- · ко, что кольца становились непригодными к дальнейшей работе _ Кроме того, на поверхности к·олец часто наблюда,Jiось наросто­ образование, приводившее к глубоким задирам обработанной . по­ верцюсти. На рис. 2_изображены стальные кольца протяжю,i - новое и с наростом. Если при малой размерной стойкости колец можно производит~,,. сравнительно частую их замену, то наростообраз,ование или стано- ­ вится в большинстве случаев препятствием к внедрению прогрес­ сивного способа обработки отверстий методом больших пластиче­ ских деформаций, или требует очень сложной и дорогостоящей подготовки поверхно'сти протягиваемых деталей для борыбьг с образованием наростов на рабочей поверхности кольца. Так, . на заводе «Ростсельмаш» с ,этой целью поверхности под протяги­ вание обрабатывают путем химического травления, холодного фос-· фатирования и омыления деталей. Одновременно производят циа- нирование колец протяжки. Все эти способы несколько ·ум еньшают 11 наростообразование, но полностью его не исключают. Значительно повысить стойкость деформирующих протяжек. и исключить наростообразование можно, если все кольца протяжек: I;Iзготовлять из современных металлокерамических твердых спла­ вов : На.личие разнообразного абразивного инструмента из синтети­ ческих алмазов позволяет быстро и качественно обраб атывать любые ' ~ твердые материалы , что значительно расширяет обл а ст6 применения износостойких твердых сплавов для создания новых. видов• высокопроизводительного инструмента . Исследования, про­ веденные в Институте сверхтвердых материалов Госплана УССР•. позволили· разр·аботать конструкцию нового высокопро изв одитель - G
ного мет а ллообраб а тывающе г о инстр у мента - твердосплавных дефо рмирующи х протяжек дл я обраб отки цилиндрических отвер.: стий м етодом больших пластич еских деф ор ма ций bl2- l3J. В н.астоящее время твердо спл ав ны е д е ф о р мирующие протяжки внедрены на киевских заводах им. Лепсе и мотоциклетном·, в Мин­ ске на автомобильном и мотоциклетном заводах, на Баранович­ ском заводе автомобильных агрегатов, на Ижевском машинострои­ гельном заводе, на хмельницком заводе «Трактородеталь» и на ря де други х предприятий стра,ны . К к онцу 1967 г. новым инстру ­ ментом на указанных предприятиях обработано около 6 млн. де­ талей. Ряд организаций и предприятий, используя разработанную в Институте сверхтвердых м атериалов методш<у расчета _и проек­ тир ова н ия твердоспл а вны х деформирующи х протяжек bl3], само­ стоятел ьно з анимается изго'Говлением и внедрением этого инстру ­ м·ента. Ижевский НИТИ на основ ании и с следовани й, пр о_веден ­ ных в Институте сверхтвердых матер иал ов, внедри.iJ во 'втором полугодии 1967 г. твердоспл а в ны е деф о р мирующие п ротя жки для обра ботк,и не1юторых деталей мотQролл ер а «В ятка - ВlбОМ». • В выполнении исследований и внедрении нов ого и11струмента в п роизводство принимали участие , кроме авт оров брошю р ы, со­ тр удники института: инженеры Э. И. Гриценко , Е. Л. З а вгор одний, А. Д. Крицкий, Р. А. Маслов и В. С. Шемчук. - ••• . ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИИ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ДЕФОРМИРУЮЩИМИ р ротяжкА~и В 1964-'1967 гг. Институт сверхтвердых матер иа л ов· ра зрабо -. тал, изготовил и внедрил около 20 типоразмеров тв ердосплавн ых деформиру\Ощих протяжек для обработки цилиндр и че с1шх отве р-1 стий в различных деталях из углеродистых и мал олегир _ова нн ы х сталей и цветных металлов. Все -эти детали и меют шир окий ди ­ апазон диаметров отверстий (16-72 мм), толщин - стенок ( 1,5- 8,0 мм), длин ~протягивания (28-530 мл1) . В з ависи мости· от ,пр и~ t нятогiо т,ехнологическаго процесса обработки дета лей и ·тр ебов а ­ ний,, пр,е дъявляемых к обработанному отверстию , величина п ласт,и­ ческог,о деформи,рювания ооставляет от неск,ол Ь'ки-х десятых ·п ро ­ цента до 11-112% диаметра отверстия . Тв ердосплавные де формирующие протяжки и прошивки состоят (рис. 3) из стального закаленного стержня 1, н а котором помеще ­ ны тв е рдосплавные деформирующие элементы (кольца) 2 и, ст аль ­ ные зака ленные дистанционные втулки 3, стян угые гай1:ой и :конт - , рага йкой 4. • ••• . Есди. по условиям работы необходимо пол ьз•оваться подвижнои к?с ретк0й - протяжного станка, .протяжка и з готовляетс я; с _за-дним хвос-rо~иком, . как показано н а рис 4. Она сос'I'оит · ..и1· , переднег о ХI!ОСТ(')_lЗика 1, •оправки 5, твердосплавных колец 3; .про межуточных 7
' (дистанционных) втулок 4 ·и фиксирующего штифта 2. Оправка 5, являющаяся стержнем, на · который надеваются твердосплавные кольца и дистанционнь,е втулки, заканчивае:rся задним хво_стови ­ ком, который при работе щ-1струмента крепится в каретке станка. 1 Резьrбовой частью оправка соединяется с передним хвостовиком 1 2 Рис. 3. Твердосплавная дефор­ мирующая протяжка без зал• него хвостови ка . Р.ис . 4. Твердосплавная деформи­ рующая протяжка с задним хвос­ товиком. и центрируется цилиндрической шейкой. Резьбовое соединение пос­ ле плотной затяжки фиксируется с помощью штифта. '(вердосплавные деформирующие протяжки успешно применя­ ются при обработке деталей, изготовленных из холоднотянутых, а также из горячекатаных труб. Они могут работать не только по предварительно обработанной каким-либо режущим инструментом поверх:иости, но в отдельных случаях и непосредственно по черной необработанной поверхности. _ Обработку отверстий с помощью твердосплавных деформирую­ щих протяжек в за·висимости от требований, предъявляемых к ним по чистоте и точности, а также в зависимости от величины пласти­ ческой _ деформации можно разделить на 4 следующие группы: 1. Шероховатость обработанной поверхности соответствует v4- 'i/ 7, точность 4-5-му классу. Суммарная величина пластической деформации не пр-евышает 2,0%. 2. Шероховатость обработанной поверхности соответствует Л4-v7, точность -3-5-му классу. Суммарная велич11на пластиче- ской деформации состав л яет 2-12%. , ,1 3. К обработанному отверстию предъявляются повышенные требования по . чистоте и точности. Шероховатость обработанной поверхности соответствует V 8- v9 и точность 3-му классу при величине пластической деф ормации 6-8% . 4. К обработанному отверстию предъявляются высокие требо­ вания по чистоте и точности. Шероховатость обработанной поверх­ ности соответствует v8-V 11 и точность 1-3-му классу при вел и - . чине пластической деформации до 2 %. Это деление · во многом является условным, так как в практике могут встретиться самые разнообр азные случаи, однако любой из них в какой-то мере может быть отнесен к •одной из групп э_той классификации. Первая группа. Детали , изготовляемые из холоднотянутых труб по ГОСТ 8734-58, можно обраб атывать непосредственно по чер- • ной поверхности. На Киевском мотозаводе труба рукоятки мото­ цикла К -750 с диаме тром отверстия 24 + 0 ,28 мм и шероховатостью 8
1. ) обработанной поверхности V4 · обрабатывается непосредственно по ' черной поверхности деформир ующей протяжкой, состоящей и з. , двух твердосплавных колец с натягами по 0,2 )ИМ на каждое коль­ цо . Протяжка успешно работает на заводе свыше трех лет и обра­ ботала за это время около 120 тыс. деталей. Детали, изло,тавливаемые из горячекатанных труб по Г ОСТ 873~- :-58, необходимо , предварительн о обрабатывать зенке рова ~ • ни е:м, растачиванием или режущим протягива ­ нием. Это объясняется тем, что толщины стенок, ра змеры и форма отверстий горя чекатаных труб им еют значительное отклонещLе , от номинальных. П оэт9му . небольшая деформация . оказывается недостаточной для получения необходимой точ ­ ности и чистоты отверстия, и его предварительно приходится обрабатывать каким-либо режущим инструментом. Такая работа была проведена на Киевском за воде им. Лепсе, где ежегодно изготов ­ ляется более 1,8 млн. втулок ба лансира трактора ДТ-54 (рис. 5). Эти втулки изготавливались из . горячекатаной трубы (ГОСТ 8732-58) разме ­ ром 89Х 11 ,ИЛ;(. Материалы трубы - сталь 20, НВ-163. При обработке отверстия применялись следу ­ ющие варианты технологическог о процесса : 1) расточка, черновое и чистовое режущее протягивание; Рис. 5: Втулка балансира трак ­ тора ДТ-54. 2) расточка и режущее прот ягивание прогрессивной протяжкой; 3) зенкерование и . чистовое ре жущее протягивание. После обработки отверстия втулки цементировались, затем про ­ изводилась токарная обработ ка , наружной поверхности и за­ калка. Протягивание отверстия диаметро м 72tgJ мм осуществлялось. протяжками из быстрорежущей стали Р118. Стойкость таких про­ тяжек между переточками составлялр. 1000:__1500 деталей. При ,., производственной программе 1,8 млн. втулок в год для · обработки их требо~алось большое количество протяжек. В , результате экспериментальной работы Институтом свер хтвер­ дьiх материалов была разработана и изготовлена сборн ая дефор­ мирующая протяжка с деформирующими элементами - кольцами , изготовленными из твердого сплава ВК15М. Эта протяжка внедре­ на на заводе в 1965 г. для чистовой обработки вту:лки балансира после черновой обработки режущей протяжкой no 1 -му варианту технологичес1юго процесса, по которому обрабатьшалось 70% всех деталей . Протяжка состоит из 12 деформирующих колец с _натяга­ ми по 0,1 мм на каждое кольцо. Общая величина пластической деформации составляет 1 мм или 1,41 % от диаметра ·отверстия. Внедрение твердосплавной деформирующей п ротяжки позволи­ ло заводу им. Лепсе резко сократить расход · режущих' протяжек 9
и обеспечить стабильное получение отверстий необходимой точнос-­ ти и чи~тоты. Протяжка обработала свыше 1,8 млн . деталей. За · ,это время на ней было заменено 6 колец, вышедших из строя в результ ате естественного износа и поломок. Вторая группа. Для всех деталей второй группы характерными признаками являются сравнительно невысокие требования к обра­ ботанному отверстию как по точности (А за -А 5 ), так и по чистоте (V4-v 7). Отверстия у них, как правило, обрабатываются по черной поверхности и после протягивания имеют точность и чисто­ ту на 1-2 класса выше, чем требуется по чертежу . Для этих дета­ лей метод больших пластических деформаций позволяет резко уве­ личить коэффициент использования металла и достигнуть значи­ тельной erio -экономии, так как можоо выбрать ·по ГОСТу такой размер заготовки детали, когда наиболее полно используется из­ менение ее диаметров без превращения металла в стружку. На заводе им. Лепсе при внедрении чистовой твердосплавной дефор­ мирующей протяжки была проведена работа по изысканию воз­ можности протягивания отверстия во втулке балансира трактора ~Т-54 нелооредственно из черной трубной заготовки без предва­ рительной механической обработки. При этом предусматривалось изготовлять втулки балансира из трубы такого размера, которьiй позволил бы за счет осуществления больших пластических дефор- маций получать сразу отверстие диаметром 72t~:t мм и увели ­ чивать при этом наружный диаметр до требуемой величины - 88±0,9 мм. Проведенные иоследования выявили .возможность ис­ пользовать для изготовления втулки балансира трубу раз,Меро м 83Х8 мм {ГОСТ 8732-58) вместо применявшейся ранее трубы размером 89Х 11 мм. Отверстие диаметром 12t8'.t .мм обрабатывается деформирую- щей протяжкой , имеющей 24 твердосплавных кольца с натягом по 0,3 мм на ка,J<дое. Суммарная величина пластической дефор­ мации отверстия доходит до 11-12%. Перед протягиванием ' втул­ ки очищают от грязи, ржавчины и окалины на дробеструйных установках. Протягивание осуществляется на станках модели 7540, в качестве смазки применяется сульфофрезол. Такой способ изготовления втулок балансира позволяет ликви­ дировать операции расточки, зенкерования и режущего протяги­ вания. Остается только операция деформирующего протягивания. Благодаря этому завод им. Лепсе -экономит в год 1057 т трубных заготовок, на 80% сокращаются расходы на инструмент, на 58% уменьшается количество рабочих, освобождается 9 единиц станоч­ ного оборудования. Годовой экономический эффект составляет 225 тыс. рублей. Эти протяжки работают на заводе уже более двух лет, о·беспечивая · стабильное получение требуемой точности и чис­ тоты обрабатываемых отверстий. Со втор9го квартала 1967 г . завод полностью перешел на изго­ товлеiше вту.~юi балансира из трубы 83Х8 мм. К концу 1967 г. 10 (
•1 1, ,свыше 1,6 млн. втулок было изготовлено методом больших пласти­ "'Ческих деформа.ций. Третья группа. Отверстия деталей этой группы в основном об­ 'iJ)аб атываются по черной поверхности без предварительной обра­ -ботки. Сюда можно отнести некоторые детали мотоциклов К-750 :и М-104, которые изготовляются из тонкостенных холоднотянутых -труб. На Киевском мотозаводе рабочий цилиндр амортизатора мото­ :цикла К-750 изготовляется из трубы 25Х2,8 мм, ГОСТ 8734-58 (материал~ сталь 35, НВ180). По существовавшему ранее на за­ ,:воде технологическому процессу отверстие диаметром 2о+о,о45 мм шро тягивалось последовательно четырьмя цельными выглаживаю­ щими протяжками из пали Р18. Тр,ебу,емая ше~роховатость обра­ ,бота нной поверхнос:ги не ниже v 8. Обладая низкой стойкостью (500-600 деталей)и склонностью к ,наростообразовани.ю, эти п.ро­ ·тя жки не могли стабильно ,обеспечивать необходимую точность ·и rчистоту обра6отанных отверстий . Кром1е того, .расход этих лро ­ ·тяж ек был очень велик. Взамен комплекта стальных протяжек Институтом внедрена ,одна сборная деформирующая протяжка с кольцами, изготовлен­ шыми из твердого сплава ВК15М . Протяжка работает по черной :нео бработанной поверхности. Она применяется на заводе с авгус­ т а 1964 г. iЭ'rой ·протяжкой обработаю:~- до 1 янва!ря 1968 ,г. 340 тыс . деталей. За этот период в результате износа на протяжке было зам енено всего 3 кольца, что свидетельствует о высокой их стой­ ·JКости. Кроме того, внедрение твердосплавной деформирующей про­ ·тяжки обеспечивает стабильное получение отверстий по третьему :кла с су точности и повышает чистоту обработанной поверхности на , один класс (\79 вместо , 8). Н а Минском мотовелозаводе цилиндр амортизатора мотоцикла М -sll04 изготавливается из трубы 23Х , 1,5 A'tM, ГОСТ 8734-58 (ма­ те риал - сталь 45). Отверстие диаметром 20,6+ 0 -045 мм с чистотой ,обра ботки Л 8 обрабатывалось скоростным развертыванием до диам етра 20,5+ 0 , 05 л,~м, а затем протягивалось цельной выглажи- ваю щей протяжкой, изготовленной из стали Р18. Такой протяж­ · кой м-ожно было обработать 2000-2500 отверстий, после чего она ·приходила в негодность, так как не обеспечивала получения не­ •обх одимой точности и чистоты обработки. Институтом сверхтвердых материалов для обработки отверстия в цилиндре амортизатора непосредственно с черной поверхности шн едрена деформирующая протяжка, имеющая 8 твердосплавных :колец с натягами по О, 1 мм на каждое кольцо. На заводе этой ·протяжкой обработано к 1 января 1968 г. около 200 тыс . деталей mри · стабильном получении необходимой точности и чистоты от­ :верс тия ; На Минском мотовелозаводе труба скользящая мотоцикла J\.\ -1104 изготавливается из трубы 42Х3 мм, ГОСТ 9567- 60 (мате­ шэиаа1 - сталь 35). Отверстие диаметр о~ 37,5+ 0, 1 мм с чистотой !L
обработ,анной поверхности v 8 обрабатывалось - на заводе ско ро ст ­ ным зенкерованием с последующим протягиванием стально й в ы-­ глаживаiощей протяжкой, имеющей кольца ··из стали Р 1 8. Эта п р о­ тяжка обладала весьма низкой стойкостью (на каждую т ы ся чу труб надо было менять два кольца) и · склонностью к образов а ни ю, нароста, который рабочий периодически удалял шлифов· а i!ьно й шкуркой. . Институтом сверхтвердых материалов была проведена . р а б ота1 по исследованию возможности протягивания ~той д~тали неп осре д ­ ственно с черной поверхности без предварительной механическ ойJ обработки. Основная трудность состояла в том, чтобы протянут ые трубы имели отклонения от прямолинейности не выше 0,05 лнt п о, всей длине. Значительная кривизна протянутых труб объясн яет е % разностенностью черных заготовок и их недостаточной :,_кесткост ыо, .. (толщина стенки 3 AtM при длине детали 300 мм). Для испр авл е­ ния кривизны протянутых • труб пришлось несколько усложнить. технологический процесс их изготовления, введя в него опер а щпа, правки труб на прессе после протягивания. Для обработки трубы скользящей был принят следующий т ех -­ нологический процесс: отрезк'а заготовки; травление; · протягивание отверстия твердосплавной деформирующей п ро-- тяжкой до размера ди·амет,ра 37,5 +0 , 1 мм; правка труб на гидравлическом прессе; наружная проточка до размера диаметра 42 111м; калибрование отверстия твердосплавной деформирующей п р о­ тяжкой до размера диаметра 37,5 +o,i мм. По этому технологическому про цессу была обр ·аботана оп ытнаЯJ 1П а ртия труб скользящих . Все они полностью соотв·ет ствовал .и тре­ бованиям технических условий. В н а стоящее время этот техн ол о г и ­ ческий процесс внедряется в производство . Таким образом, внедрение твердосплавных деформиру ющ и х: протяжек для обработки _отверстий в деталях 3-й группы п о зв о­ ляет сэкономить большое количество разнообразных инструм ент о в, (протяжки из быстрорежущей стали, твердосплавные зенкера , ра з - вертки и т. д.). • Четвертая группа. У дет·алей этой группы отверстия, как пр а ­ вило, протягиваются деформирующей протяжкой• после предвар и-- • тельной обработки отверстия резанием ( скоростное зенкеров а ни е , . развертывание или растачивание) . • Сюда можно отнести цилиндры амортизаторов и трубы с кол ь-­ зящие мотоциклов М-104 и ИЖ-56, трубу наконечнш<а пера в и.шш11 мотоцикла К-750 при обработке их от~ерстий деформирующимт . протяжками после предварительного скоростного . развертыв а н и я _ Эти варианты технологического процесса были внедрены на мото-­ заводах Киева, Минска и Ижевска как промежуточные перед пере - 12 (, 1/
х-одом на обработку отверстий непосредственно по черной поверх­ ности. Отверстия, обработанные под протягивание, могут иметь чисто­ ту и точность на 2-3 класса ниже той, которая должна быть после протягивания (в зависимости от степени пластической деформа­ ции отверстия, которая составляет 0,25-2,,0%). Стойкость этих протяжек исчисляется сотнями тысяч деталей. Во всех случаях при протягивании деталей 4-й группы техноло­ гический процесс их изготовления значительно упрощается, так как из него исключаются такие малопроизводительные операции:, как тонкое растачивание, чистовое зенкерование, хонингование, рас ­ катывание, притирка, шлифование, а в отдельных случаях и термо- обработка. . На Барановичском заводе автомобильных агрегатов цилиндр амортизатора передней подвески автомобилей МАЗ-500 изготов­ ляется из трубы 60Х6 мм, ГОСТ 8732-58 (материал - сталь 45, НВ187-229). К цилиндру амортизат-ора предъявляются высокие требования по чистоте рабочей поверхности отверстия (v' 9) и ' точ­ ности его изготовления ( 052 +0,06 мм). Технологический процесс изготовления этих деталей включал следующие операции: отрезку заготовки; термообработку (закалка, отпуск до НВ241-269); шли­ фование по наружному диаметру; черновое зенкерование отвер­ стия до диаметра 51 мм; чистовое зенкерование отверстия до диа­ метра 51,95+ 0, 03 мм; хонингование отверстия до диаметра 51,98+ 0, 02 мм; раскатывание отверстия до диаметра 52+o, u5 мм. При таком технологическом процессе обработки много деталей шло в брак из-за невозможности стабильного получения необхо' димой чистоты и точности обработанного отверстия. Кроме того, сравнительно невысокая стойкость зенкеров и хонинговальных брусков приводила к значительной затрате инструмента. Малопро­ и зводительная операция раскатывания увеличивала трудоемкость изготовлещ1я деталей. Для обработки отверстий цилиндров амортизатора Институтом сверхтвердых материалов разработана, изготовлена и внедрена в производство сборная деформирующая протяжка с кольцами, изготовленными из твердого сплава ВК 15М . Внедрение этой про ­ тяжки позволило обрабатывать отверстие цилиндров амортизато­ ра до необходимого размера сразу после 1-го зенкерования, пол ностью исключив из технологического процесса операции чистовu ­ го зенкерования. хонингования, раскатьшания и термообработку. При этом качество протянутых отверстий улучшилось. Твердосплавная деформирующая протяжка работает на Бара­ новичс1юм заводе с октября 1965 г., до 1 января 1968 г. она долж­ на обработать свыше 230 тыс. деталей. К этой группе нужно также отнести детали, имеющие асим­ метричный наружный профиль с утолщениями и приваренными бобышками. Отверстие диаметром 52+o,os .мм с чистотой обработки \ 9 цилиндра гидроусилителя руля автомоби ля М.АЗ - 500 (рис. 6), 13
:изtоtавлirваемоr'о на Минском: автозаводе из трубы б3Х8, ГОСТ 8732-58 , (материал сталь 45, НВ229-269), обрабатывалось по следующей технологии: зенкерование до диаметра 51 мм; зен­ r<ерование до диаметра . 51,95+о.оз мм; хонингование до диаметра 52 +о,о5 .мм; раскатывание до диаметра 52+ 0,08 мм. Бобышки при­ вариваются перед обработкой отверстий. Наличие утолщений (бобышек) и -сварных швов со­ здает трудности при обработке отверстия пластическим дефор­ мированием. В этом случае ве ­ личина пластической деформа­ ции не может бьrть значитель- ной, так как это влияет на Рис . 6. Цилиндр гидроусилителя руля прочность сварного шва •и на автомашины МАЗ-500 . точность обработанного отвер- стия . •Институтом сверхтвердых материалов внедрены твердосплав­ ные деформирующие протяжки для обработки отверстий и в ,этой детали . При этом из технологического процесса исключены опера­ ции пре,дварительного зенкерования хонингования и раскатыва­ ния. В настоящее время обработка отверстия в цилиндре гидро­ усилителя руля состоит из зенкерования отверстия до диаметра 51,4+o.i мм и протягивания твердосплавной деформирующей про­ тяжкой до диаметра 52 +o ,os мм. Минский автозавод по этому тех­ нологическому процессу работает с июля 19б6 г. и до 11• января 1968 !Г. обработает о"Iюл,о 40 тыс . ,цилиндров . Для протягивания точных отверстий в тонкостенных втулках, запрессованных в _ какой-либо корпус, целесообразно применять комбинированную твердосплавную протяжку, состоящую из трех групп колец: а) деформирующих, которые необходимы для надеж­ ного направления режущих колец и лучшей запрессовки втулок в корпус; б) режущих для снятия припуска; в) группы выглажи­ вающих колец для получения требуемой чистоты и точности обра­ ботанного отверстия. Такая протяжка разработана для протягивания отверстия диа­ метром 22.u;g~ ,ИМ с чистотой обработки v' 8 в бронзовой втулке . коромысла клапана тракторных двигателей. Общий припуск на протягивание равен О, 15~0, 17 лtм . Протяжка прошла испытания при обработке опытной партии втулок коромыс;ла на хмельнИiц,ком заводе «Трактородеталь» . В приложении 1 приведены сводные данные о внедрении твер­ досплавных деформирующих протяжек и прошивок на различных предприятиях в 1964-11967 гг . 14 ( /
КА Ч ЕСТВО ОТВЕРСТИ Й , ОБРАБОТАННЫХ ТВЕРДОСПЛ АВНЫМИ ДЕФОРМИ Р-УЮЩ ИМИ ПРОТЯЖКАМ И В ~роцессе деформирования деталей, осуществляемого твер­ досплавными протяжками, происходит качественное изменение протянутого отверстия - уменьшение шероховатости поверхности ' и повышение точности отверстия по сравнению с исходной. Эти качественные изменения связаны с перераспределением металла обрабатываемой детали, в результате чего происходит исправление профиля поверхности и геометрической формы отверстия . Качество обработанных отверстий находится в непосредствен­ ной зависимости от исходного состояния протягиваемой поверх­ ности, величины пластической деформации (припуск под протяги ­ вание), схемы протягивания, обрабатываемого металла, толщины , стенки протягиваемой детали, смазки и т. д . Ч исто т а обработанной поверхности . Для получения требуе м ого класса чистоты необходимо правильно рассчитать процесс дефор ­ мирующего протягивания и правильно построить технологический процесс обработки детали в целом. При этом необходимо руковод­ ствоваться следующими соображениями: а) шероховатость обработанной поверхности уменьшается с уве ­ личением с.илы протягивания, чт,о равнозначно увеличению сум­ марньй пластической д:ефармации или увелич,ению толщины стен ­ ки ,обрабатываемой детали . Однако это увеличени,е не может быть безграничным, при определенных величинах пластичес~юй дефО'р­ мации мож,ет на·ступить ухудшени,е чистоты ,обработки - поверх­ ность начинает шелушиться . Кроме то.го, увеличение пластической деформации или толщины ст:е.нки, а следоват ёльно, и с,илы протя­ гивания ограничиваегся прочностью ст,~ржня протяжки и силой тяги станка . На рис. 7 приведена зависимость шероховатости обработанной поверхности от величины суммарной пластической деформации при различной толщине стенок втулок для отверстия диаметром 34,5 .мм в деталях из стали 45, обработанных твердосплавной де ­ формирующей протяжкой с натягами по О, 1 мм на каждом кольце; б) шероховатость обработанной поверхности уменьшается с увеличением числа колец, протягиваемых через отверстие, т . е. с уменьшением натяга на каждое кольцо. Однако с уменьшением натяга на кольцо протяжка становится более длинной и менее производительной . На рис. 8 приведена зависимость шероховатости обработанной поверхности от величины суммарной пластической деформации при различном натяге на кольцо для отверстий диаметром 35,4 мм в деталях из стали 45, обработанных твердосплавной деформиру­ ющей протяжкой; в) шероховатость обработанной повер х ности уменьша е rс51 с уменьшением шер-оховатости исходной пqверхности . Однако вли- 15
яние шероховатости сказывается только в области небольших пластических деформаций (О-, 1-0,4 л1м). На ч иная с деформа ции 0,5-0,7 мм влияние шероховатости исходной п ове р х н ости не ска­ зывается и протя г ивание деталей м о жно пр оизв о ди т ь после раз­ вертывания, з-енкерования, ·сверления, режу щего прот я г ивания, R0 ,юr 10 5 з,о 2р (О 0,5 0,2 0,1 ops 002 \ ..... \ ' ,~ ' ~-\ -. :; з_ ,, "' " ' 5-. - '· ,., 1 ':::/4 ':::/5 J_ -+ ✓ '\ 'vб1 6 ' 1 ' 'v~ ~ 2- \vв n "' ----1>" ~ \'79 ' 1 't.... "'V~ -,i ~ V ' fl' -- ;;12 ~ ' О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,8 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 Суппаf)ная маст1111ескан defPOpпoцuя,1•11,i Рис. 7. Зависимость шероховатости обработанной п оверхности от суммар ­ но й пластической де ф ормации п р 11 разл и чной тол щ ине (t) сте н ок втулок: 1-1=2 лш; 2 - 1=3 л,л~; 3- 1=4 лtлt; 4-1= =5 л,л,; 5-1=7лш. fra,J'l:Y 10 5 з 2! 1,0 0,5 од 0,2 1'\ 1\ 11. ,-; l,,- r,. --з ь..-- /1 ,J 1 ,. "' 2 1'- ~ !· " 'IO о 0,1 0,05 орз 002 ' О 0,20,4О,б0,8(О1,21,41,G1,8 ~ r,/5 vв- .7 v'f1 'v9 'vlO 1v'ff '\112 Суш,адноя ллост1111еская rJeQJoдnoцuя, мн Рис . 8. Зависимость ш ероховатости об,работан ной поверх-ности от сумма р ­ ной п ластической дефо р маци и . при различном натяге (а) на кольцо: 1 - а=О,5 ,1tл,; 2 - а=О,3 л,л, ; 3 - а=О,2 л,л,; 4-а=О,1 лш; 5-а=О,5 лtAt. а в отдельных случаях и по черной необработанной поверхности. На рис. 9 приведена зависи мость шероховато,сти поверхности, об­ работанной твердосплавной деформирующей протяжкой, от вели ­ чины суммарной пластической деформации для втулок диаметром 34,5 м,и из стали 45, предварительно расточенных с различной про­ дольной подачей (различная шероховатость исходной поверх­ ности); г) шероховатость обработанной поверхности можно уменьшить путем правильного подбора соотве тствующей смазки. Поясним ,эти зависимости на нескольких примерах. Цилиндр амортизатора и цилиндр гидроусилителя руля авто­ мобиля МАЗ - 500 протягиваются после предварительного зенкеро­ вания. Цилиндр амортизатора имеет припуск под протягивание 1,,0-11 ,2 мм и толщину стенки 4,5 мм. Цилиндр гидроусилителя руля имеет припуск на протягивание 0,5-----<О,6 мм и т олщину стенки 8,0 мм . Первая деталь протягивается семью кольцами, а вторая - четырьмя кольцами с натягами О, 1-0,2 AiM на каждое кольцо. 16 /'j
У второй детали при меньшем припуске, меньшей степени пласти­ ческой деформации и меньшем числе деформирующих колец дости­ гается такой же класс чистоты обработанной поверхности (v9), что и у первой детали, за счет большей толщины стенки. Когда у первой детали уменьшали припуск рой - толщину стенки, то чистота обработки ухудшалась. Отверстие в трубе скользящей мотоцикла М-104, изготовляемого Минским мотовелозаводом, должно иметь чистоту обр ,а:боткн v8. Этот клас·с чистоты легко достигается при обработке с черной поверхности при величине пластической деформации, равной 1,7-1,8 л,ии и · толщине стен­ юr детали 3 мм. Когда эту деталь предварительно обтачивали снару­ жи, уменьшая толщину стенки до 2,3-2,5 мм, то шероховатость обра­ ботанной поверхности увеличива ­ лась. Особенно это рез1ш сказыва­ лось при обработке детали дефор ­ мирующей протяжкой после предва ­ рительного зенкерования, т. е . с од ­ новременным уменьшением величи ­ ны пластической деформации и тол­ щины стенки. Для получения в етом случае необходимой чистоты обра­ ботки пришлось уменьшить натяг на кольцо с 0,2 мм до 0,04-0 ,1 0 мм и увеличить число колец в про'ГЯЖ ­ ке . С увеличением подачи при пред­ под протягивание, а у вто- Ra,t'1Jr 10 5 з 2 0,5 о,з Q2 0,1 0,05 ·: r- 1- ~ ... .' !\ 'к ' 2. =J~ ~г~ t~ - '\74 'i/5 " i16 V7 1 1vв '- 'V9 lr>.. ' '710 ' ' 'vfl .- ~ IVI? QOZО 0.1 0.2 O.J 0.4 0,5 0,5 0,7 о.в o_g 11 СV/'lнаоная плостиvеская demonl'loцuя, l'f}I Рис. 9. Зависимость шерохо­ ватости обработанной по - верхности от суммарной пластической деформации о_ля вт.улок, . предварительно , расточенных с различными подачами (Sпр): J-Sпp = 0,57 лшlоб; 2-Sпр= =0 .38 л~щоб; 3 - Sпр=О,2 1 лtлt/об. варительном зенкеровании с 0,57 мм/об до 0,95 мм/об чистота про­ тянутой поверхности также ухудшилась. На Ижевском машзаводе проводились испытания по протягива­ нию трубы скользящей мотоцикла ИЖ-56. При протягивании этих деталей с небольшой величиной пластической деформации (О, Ю- 0,20 мм), предварительно обточенных снаружи, не удавалось по ­ лучать чистоту обработки, соответствующую v9. У деталей, не обточенных снаружи, т. е. имеющих большую толщину стенки, чистота обработки соответствовала v 9- v 10. , На этом же заводе обработка цилиндра амортизатора мотоцик­ ла ИЖ: - 56 производилась после предварительного развертывания. После развертывания чистота обработки составляла v 5-V 6. Ве­ личина пластической деформации - 0,40-Ю,45 .м✓н. После протя­ гивания чистота обраrбоп<и :находилась в пределахv 7- v8, т. е. • стабильное получение чистоты т:;; 8 не обеспечивалось. После того, как в качестве смазки стали применять су(lьфофрезол вместо 5%-
наго раствора эмульсола, чистота обработки повысила~.:ь на один класс .. Таким образом, при прочих равных условиях применение соответствующей смазк,и позволяет повысить чистоту обработки. Точность обработки. Точность обработанных отверстий зависит в основном от принятой схемы · протягивания; от величины плас ­ тической деформации, а также от точности отверстия перед протя­ гиванием. Под схемой протягивания подразумевается порядок рас­ пределения всей пластической деформации (всего припуска под протягивание) ме:жду отдельными кольцами протяжки. Различа­ ются следующие схемы протягивания: а) с постоянным номинальным натяга~ на все деформирующие кольца; б) с большими номинальными натягами на первых деформиру ­ ющих кольцах, выполняющих основную долю пластической де­ формации, и с малыми натягами на последних 2-4 деформирую­ щих кольцах; в) с постоянным номинальным натягом на все,х: деформирую ­ щих кольцах протяжки, выполняющих всю пластическую деформа­ цию, и с группой калибрующих (выглаживающих) колец в конце протяжки, имеющих одинаковый диаметр. Наиболее раслростран,енной является 1-я ,сх-ема ттротягивания , ( обеспечивающая при соответствующем выборе натяга на кольцо необходимую точность обработанного отверстия. Выбор натяга на кольцо производится с учетом заданной точности . С увеличе- нием натягов на кольцо т очность уменьшается . Для получения 2-го класса точности необходимо принимать малые натяги (0,05- 0,07 мм) при небольшой пластической деформации (0,10-0,40 мм) или выбрать вторую схему протягивания при большой величине пластической деформации. Для получения 3-го класса точности следует принимать натяги 0,2-0,3 мм на кольцо, для получения 4 - 5-го классов натяги на кольцо можно доводить до 0,5-1 ·,о мм. 3-ю схему протягивания целесообразно применять в том случае, ( когда нужно получить 2 - й класс точности в сочетании с высокой • чистотой обработки. , Однако, как показала практика, применение калибрующих колец повышает точность очень незначительнq . Опыт работы твердосплавных деформирующих протяжек пока ­ зал, что деформирующее протягивание обеспечивает точность бо ­ лее высокую, чем многие другие операции по обработке отверстий, такие, как зенкерование, развертывание, режущее протягивание и т. д. При этом точность протянутых отверстий повышается с уве­ личением суммарной пластической деформации. На рис . 10 ,представлены кривые распределения эллиптичности отверстий втулок балансира тракюра ДТ - 54, протянутых режущей протяжкой из стали Р18, а затем твердосплавной деформирующей протяжкой из сплава ВК15 . Количество деталей в партии -- 200 шт . Материал втулки - сталь 20, НВ 165. В качестве смазки применялся сульфофрезол. Величина припуска. под чистовое протя­ гивание---'1,0 мм. Из графиков видно, что твердосплавная дефор_ми- 18
рующая протяжка обеспечивает получение эллиптичности не более 0,08 мл,~, причем 70% деталей имеют эллиптичность до 0,02 мм, а после режущей протяжки эллиптичность доходит до 0,25 мм. QIO1117?~-t----,'---~-+ --1 1 Рис. 10. Распределение эллиптичности отверстий втулок балансира трак­ тора ДТ-54, обработан- ных: /-режущей протяжкой из ста­ ли . р 18; 2-твердосплавной де­ формирующей протяжкой. п Iп 0.32 0,28 0,24 0.20 0,16. 0,/2 0.08 0,04 • /1 N•/, 1шт \ , . \ \ ~ " ' ' ' ..... 0,25 0 ,500.751 ,001 .25 ! .50! .75 Jлпиптичность,нн Рис. 11 . Распределение эллиптичности отверст.ий черных необработа,нных заготовок втулок балан- сира трактора ДТ-54. п Гп а п ,'44 (li,Q ~ a.rl --· -- ~ (],"" OJ6 О,!, --· -.- aN 1 1, N-fOOшm. \ \ \ \ \ '\.... - ,- 0 ат 0.02 аоз О.04 0,05 OJJб Jлпиптичность, нн Рис. 12. Распределе- . ние эллиптичности от­ верстий втулок балан­ сира трактора ДТ-54, обработанных твердо­ сплавной деформиру­ ющей протяжкой по черной поверхности. Такая высокая точность достигается и при протягивании твердо­ сплавными деформирующими протяжками втулок по черной не ­ .Убра'6отанной поверхности. На рис. 1'1 и 12 представлены кривые распределения эллиптичности отверстий у черных необработан­ ных втулок балансира и распределения эллиптичности этих втулок после протягивания их твердосплавными деформирующими про­ тяжками . Если у черных заготовок эллиптичность доходит до 1,6 мм, причем 60% всех заготовок имеют эллиптичность до 0,5 мм, то после протягивания величина эллиптичности не превышает 0,06 .мм, а у 80% деталей - 0,02 мм. На рис. 13 изображены кривые распределения эллипт~чности отверстия цилиндров амортизатора мотоцикла ИЖ-56, обработан­ ного .скоростным развертыванием и твердосплавным деформирую­ щим протягиванием. Материал цилиндров - сталь 45. Величин,а припуска под чистовое протягивание 0,4 л-tм, натяг на кольцо - 0,1 м.м. Количество деталей в партии - il00 шт. После разверты­ вания величина эллиптичности доходит до 0,08 мм, а после протя­ гивания она не превышает 0,035 мм, причем 72% деталей имеют ЭЛЛИПТИЧНОСТЬ ОТ 0 ДО 0,01 М.М . Наибольшие затруднения при протягива_ нии возникают в связи 19
с искривлением детали (отклонением от прямолинейности), кото ­ рое вызывается различными причинами, главная из них - разно­ стенность заготовок. ~ процессе деформирующего протягивания детали происход ит некоторое ее укорочение на величину Лl 02, 13]. {1 (1, , 10. '2 fl.OЗ0,04 0.0 .', -IJ,06'(!01 JЛЛI/ППl(J'll(OCmtJ. ММ Рис. 13. Распределение эл­ липтичности отверстий ци­ линдра а м ортизатора мото­ цикла ИЖ-56, обработанных: Одним из факторов, влияющих на вели­ чину Лl, является толщина стенки t про ­ тягиваемой детали . Чем меньше толщина стенки, тем больше укорочение при оди­ наковой степени деформации. Если протя­ гиваемая деталь имеет стенки разной тол­ щины, то сторона детали с более толстой стенкой укорачивается меньше, чем сторо­ на с более тонкой стенкой. Это неравно­ мерное укорочение детали приводит к ее искривлению. При этом вогнутость прихо­ дится на сторону с наименьшей толщи­ ной стенки. Влияние разностенности на искривле­ ние детали возрастает с увеличением пластической деформации. Так, трубы скользящие мотоциклов М -1-04 и ИЖ-56 / - с1<оростны м развертыванием; 2 - твердосплавной деформирую- протягивались С различной величиной щ е й протяжкой. пластической деформации от 0,05 до . 0,4 мл,~_ Искривление тр убы и количество кривых труб в партии увеличивались с увеличением пластиче­ ской деформации при прочих равных условиях. При одной и той же величине пластической деформации · увеличе ние силы протяги­ ва н ия не сказывается на искривлении труб. Так, две партии труб скользящих мотоцикла ИЖ - 56, имеющих приблизительно одина­ ковую разностенно.сть и обработанные разверткой до одного разме­ ра диаметра 38+0 -1 мм , протягивались с использованием 5% раство­ ра эмульсола или ·сульфофрез,ола, к-от,орый повышает силу протя­ гивания на 10-15%. Заметной разницы в иск1ривлении труб одной и другой партии не обнаружено. Очень большое влияние на искривление оказывает жесткость дет а ли ( толщина ее стенки). С уменьшением толщины стенки кри­ визна труб увеличивается. Институтом сверхтвердых материалов разработаны, испытаны и внедрены на ряде заводов различные методы борьбы с искрив­ лением деталей при деформирующем протягивании. Одним из та - • ких способов является устранение разностенности путем обточки детали относительно внутренней обработанной поверхности. На Барановичском заводе автомобильных агрегатов при обработке цилиндров амортизатора автомобиля МАЗ-500 деталь сначала зен­ керуется, затем отно с ительно внутренней поверхности на разжим­ ных цангах обтачивается . наружная поверхность и после этого цилиндр протягивается. При •э~ом разностенность полностью устра- 20
.\ няется и отклонение .протянутой детали от прямолинейности не превышает 0,02-0,03 мм . ., Однако такой способ применим только при высокой точности обработки отверстия перед обточкой. Эллиптичность отверстия не доЛ'жна превышать 0,05 мм, в противном случае разностенность останется и детали будут подвержены еще большему •иокривлению, та·к как толщина их стенки уменьшится . Н а Минском мотове.лоза·воде опробован апособ правки •после протягивания труб сколь-з ящих и труб несущих мотоцикла М-104 (рис. 14). Трубы, им,еющие кривизну от 0,20 до 1,30 мм, ,правятся на гидравли­ ческом п,рессе . У ,протянутой трубы опреде­ ляется макоимум стрелы прогиба (вогну­ тость). После этого труба 2 кладется на призмы 3 выпуклостью вверх и специаль- Рис. 14. Схема правки ным пуансоном 1, имеющим профиль тру- труб, несущих и бы, произазодится правка. Величина проги- скользящих, мотоцик- ла М- 1◊4 после про- ба определяется по индикатору 4. Опытная партия труб была таким образом выправ­ лена до кривизны 0,05-0, 1О мм. После тяrивания. правки оказалось, что шрофиль трубы в поперечном -сечении не- . сколько исказился, появилась огранка. Поэтому трубы после прав­ ки были прокалиброваны трем.я последними кольцами протяжки. Вся партия труб, обработанная таким способом, соответствовала требованиям технических у,словий (проверка прои 9 водилась ка­ либром на прямолинейность и проходной, и непроходной пробками) . Установлено, что кривизна протянутой трубы значительно уменьшается после ее наружной обточки. Поэтому были проведе­ ны эксперименты по определению оптимальной кривизны, до кото­ рой нужно править трубы. Партии труб по 25 шт. правились после протягивания до кривизны 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,40; 0,50 и 0,60 мм. Затем трубы снаружи обтачивались до диаметра 42 мл-~. Все трубы, выправленные до кривизны, не превышающей 0,30 мм , после наружной обточки выравнивались, их кривизна не превыша ­ ла 0,05 мм по всей длине . Трубы, выправленные до кривизны выше 0,3iQ мм, выравнивались не полностью, хотя были случаи выравни­ вания труб с кривизной 0,50 и 0,57 мм. Опыты по исправлению искривленных деталей наружной обточ­ кой были проведены и с трубами скользящими мотоцикла ИЖ-56. Все трубы, имеющие кривизну до 0,3 л-~м, после наружной обточки выравнивались и кривизна их не превышала 0,05-0,10 мм по всей длине. Та~ким образом, от того, будет произ·водиться наружная об­ работка деталей до или после протягивания, во многом зависит качество обработанных деталей. При внедрении твердосплавных деформирующих протяжек, 21
в зависимости от требований, предъявляемых к обработанным де· талям по чистоте и точности, необходимо произвести расчет про· цесса деформирующего протягивания, спроектировать и изготовить инструмент, ориентировочно наметить технологический процесс обработки и произвести обработку опытной партии деталей. В про· цессе обработки опытной партии деталей необходимо внести соот­ ветствующие коррективы в схему протягивания, в выбор припуска под протягивание и в выбор смазки, уточнить технологич,еский про· цесс и лишь после этого приступить к внедрению твердосплавной деформирующей протяжки для . обработки больших партий деталей, произведя окончательную отработку технологического . процесса. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ВТУЛОК Р1 ТРУБ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ДЕФОРМИРУЮЩИМИ ПРОТЯЖКАМИ Применение твердоспла~ных деформирующих протяжек в каче ­ стве инструмента для обработки отверстий требует в каждом слу ­ чае разработки новых · технологических процессов обработки дета ­ лей. Как правило, эти технологические процессы более - прогрес­ сивны по сравнению с технологическими процессами обработки , отверстий резанием. • Опыт применения твердосплавных деформирующих протяжек ·на ряде заводов страны в 1964-1967 гг. позволил в большинстве случаев построить технологические процессы обработки таким об · разом, что некоторые малопроизводительные и дорогост-оящие опе ­ рации по окончательной обработке отверстий (зенкерование, тон­ кое растачивание, хонингование, раскатывание) были полностью заменены высокоэффективной операцией деформирующего протя­ гивания. В ряде случаев обработка отверстий производилась не· посредственно по черной поверхности без предварительной меха· нической обработки . ' При внедрении твердосплавных деформирующих протяжек иногда производилось некоторое усложнение технологического про · цесса. На Минском мотовелозаводе при протягивании трубы сколь­ зящей и трубы несущей мотоцикла М-104 по черной необработан ­ ной поверхности происходило искривление деталей. Поэтому про ­ тянутые детали приходилось править на прессе и затем вновь ка· л.ибровать . Операции скоростного развертывания и протягивания стальными выглаживающими протяжками были заменены опера· циями протягивания тв,ердосплавными и деформи;рующими пр,о · тяжками, ,правки деталей •И их •калИiбрования - т.в~рдосплавными выглаживающими протяжками. При этом трудоемкость изготовле· ния тр убы окользящей увели~чилаеь на 7%, а 11рубы несущей - на 13% . Однако завод принял этот т,ехно.ло:гический процесс ,обра­ ·ботки, так как экономия за 1счет сокращения ,расх·ода инструмента оказала1сь намного больше, чем у,1щрожани,е за счет ув-ел,ичения 22
трудоемюости. В итоге - оебестоимость этих деталей снизилась соот­ ветствеяно на 38 и 17%. В.в-едение в технологический процесс обра ­ ботки таких операций, как травл,ение деталей, подр,езка торцов и снятие фаоок, трудоемкость 1юторых нев-ел,ика, как правило, не вызыва-ет ув,еличе-н-ия общей трудоем1юсти изготовления деталей . При разработке и внедрении твердосплавных деформирующих протяжек в отдельных случаях из существующеr·о технологического процесса может быть исключена операция термической обработки детали. Это не ухудшает работоспособности и долговечности про­ тянутых деталей, а микротвердость обработанных поверхностей даже повышается. Так, при обработке цилиндра амортизатора автомобиля , МАЗ - 500 на Барановичском заводе автомобильных агрегатов из технологического процесса, кроме операщш оконча­ тельного зенкерования, хонинrования и раскатывания, была исклю­ чена операция термической обработки (закалка, отпуск до НВ241-269). Для того чтобы проверить, как это скажется на микротвердости протянутых поверхностей, их работоспособиости и долговечности, в экспериментальном цехе Минского автозавода были проведены сравнительные испытания цилиндров, обработан­ ных по старому технологическому процессу с термообработкой, и цилиндров, обработанных твердосплавными деформирующими протяжками без термообработки . Оказалось, что микротвердость внутренних поверхностей цилиндров, обработанных твердосплав­ ной деформирующей протяжкой без термообработки, на 17% выше, чем микротвердость серийных термообработанных цилиндров. При этом чистота обработки улучшилась на один класс (v 10 вместо v9). При испытаниях цилиндров на стенде после 1 млн. циклов работы параметры его диаграммы не изменились, что свидетель­ ствует о высокой износостойкости протянутых цилиндров . При разработке новых технологических процессов необходимо учитывать и з менения длины и наружного диаметра детали после протягивания, так как при деформирующем протягивании деталей из пластичных металлов одновременно с увеличением внутреннего диаметра увеличивается наружный диаметр и уменьшается длина цетали. Размеры деталей после протягивания можно рассчитать по эмпирическим уравнениям 03). С учетом укорочения детали уста­ навливается длина отрезаемой заготовки. Очень важно правильно выбрать ра з мер заготовки дет а ли с тем, чтобы наиболее полно исполь з овать возможность осуществления значительного измене ­ ния диаметров детали без превращения металла в стружку. В качестве примера рассмотрим изготовление втулки балансира трактора ДТ-54 (завод им. Лепсе). Согласно техническим усло­ виям втулка должна иметь внутренний диаметр 72ti·.i мм и на­ ружный диаметр по -бу,рту - 88±0,9 мм . Эта деталь на зав-оде изготавливалась из горячекатаной трубы размером 89Х 11 мм (ГОСТ 8732-58). Внутренний диаметр заготовки составлял 89__ . (2x11i1) =67 мм . Таким образом, при обработке отверстия втул- 23
ки режущим инструментом с диаметра 67 до диаметра 72t8;~ мм много металла уходило в стружку. Если же эту заготовку протя ­ гивать деформирующей протяжкой по черной поверхности без механической обработки, то наружный диаметр увеличивается до 94 мм. Что6ы получить необходимый размер 88±0,9 мм, де­ таль необходимо протачивать и опять много металла уходит в стружку. Поэтому было решено подобрать такой размер заго­ товки, который позволил бы за счет увеличения внутреннего диа­ метра получать требуемый размер и наружного диаметра. Заго ­ товка размером 83Х8 м1и соответствует этому требованию. Ее внутренний диаметр равен 83-(2Х8) =67 .мм. Величина пластиче­ ской деформации равна в среднем 5,5 MJVt. Этого достаточно для того, чтобы наружный диаметр детали увеличился до требуемого размера 88±0,9 .мм. Поэтому приступая к деформирующему протягиванию той или иной детали, необходимо рассчитать и подобрать наиболее рацио- нальный размер заготовки, позволяющей получить экономию ме- ( галла 1[13]. ' Однако чрезмерное уменьшение толщины стенки уменьшает жесткость заготовки, в результате чего появляется опасность ее искривления, особенно при большой длине детали. Кроме того, с уменьшением толщины стенки ухудшается чистота · обработки l12, 13]. Поэтому в каждом случае необходимо провести испыта­ ния опытных партий с целью установления оптимального размера заготовки, обеспечивающего получение деталей, соответствующих требованиям технических условий. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ДЕФОРМИРУЮЩИХ ПРОТЯЖЕК Твердосплавные деформирующие протяжки являются высоко­ производительным инструментом, обладающим целым рядом спе ­ цифических свойств, присущих только этому инструменту. Эти свойства обусловлены, в первую очередь, тем, что рабочие элемен ­ ты протяжек - деформирующие кольца - изготовлены из твердо­ го сплава, материала очень твердого и износостойкого, но доволь­ но хрупкого в сравнении с инструментальными ·сталями. Создавая значительные пластические деформации, твердосплавные кольца и стальная оправка, на которой они находятся, сами испытывают очень большие нагрузки. Кроме того, в процессе протягивания осуществляется большая работа по преодолению сил трения, воз­ никающих между рабочими поверхностями колец и протягиваемой поверхностью. В результате этого происходит выделение большого количества тепла и повыш е ние температуры в зоне контакта коль- i' ца с деталью. Станки. При обработке отверстий твердосплавными деформи ­ рующими протяжками используются обычные горизонтально-про- 24
тяжные и: вертикально~ протяжные станки. От правильного выбора модели станка зависит производительность операции протягивания и качество протянутых деталей. При этом надо учитывать макси­ мальную силу тяги станка, величину рабочего хода, а также его тип (горизонтальный или верти - · кальный). Необходимо, чтобы макси- мальная сила протягивания С2 была на 20-25% меньше силы тяги станка (Рт ) и силы, соот­ ветствующей прочности стержня протяжки (Рхв) НЗ]. Производительность операции протягивания может быть зна­ чительно увеличена, если станок оборуД;овать а,втоматическим за ­ грузочным устройством и ,работу производить на автоматическом цикле . При этом резко умею:,­ шается вспомогательное время, весь процесс протягивания про­ исходит без вмешательства ра ­ бочего, который только сл·едит за работой станка и обеспечивает подачу заготовок в загрузочный бункер . Таким устройством обо ­ рудованы горизонтально-протяж­ ные станки модели 7540 на Киев­ ском заводе им. Лепсе, где про­ тягивается втулка балансира Рис. 15. Обработка втулк и баланси­ ра трактора ДТ-54 твердосплавной деформирующей протяжкой на про­ тяжном станке с автоматич еским за- грузочным устройством. трактора ДТ - 54 длиной 80 л-~м (рис. 15). При этом рабоч,ий цикл равен 8 сек. Это значит, что при нормальной работе ста·нка и бес­ перебойной п одаче деталей за смену может быть обработано 2500-2700 деталей. Инструмент. Твердосплавные кольца изготавливаются в соот­ ветствии с типовым технологическим процессом и инструкцией, раз­ работанными в Институте сверхтвердых материалов (см. приложе­ ния 2, 3). Стержни, про,межуточные и направляющие втулки и гай­ ки изготавливаются из конструкционных сталей обычным спо­ собом. Для обеспечения достаточной прочности стержня и промежу­ точных втулок их необходимо калить до HRC40-45. Стержень должен быть тщательно прошлифован, искривление стержня не допускается. Промежуточные втулки необходимо изготавливать также очень тщательно. Главное внимание необходимо обращать на обеспечение строгой параллельности торцов промежуточных вту­ лок и их перпендикулярность оси втулки. Для этого один из тор­ цов подрезается с одной установки при изготовлении отверстия 25
в-тулки, зат,ем этот 11аре~ц берегся как базовый и ,относительно него шлифуется второй торец . Диаметр промежуточной втулки дол­ жен быть равен или на 0,4-0,6 мм меньше диаметра последую­ щего твердосплавного кольца у его т,с~рца (но не П(') ленточке!). Направляющая часть стержня, кроме основной задачи - на­ правления протяжки в отверстие, выполняет еще одну важную Рис. 16. Схема установки детали в опорный стакан при протягивании отверстия rвердосплавной деформиру- ющей протяжкой . функцию - являе11ся своего рода ка ­ либром, ·не поз,воляющим «тугим» де­ талям попадать на протяжку. Диа­ метр направляющей части стержня обычно делают меньше диаметра пер­ ,вого твердосплавного кольца на вел и­ чину натяга на кольцо а (мм), приня­ того для данной схемы протягивания . Опорный стакан. Ответственной де­ талью осна,стки является опо,рный стакан (,рис. 16). Пр,Именяется тугая посадка стакана 2 ·В опорную втуЛ'ку 3. Внутренние диаметры стакана dc и Dc выбираются в зависимости от размеров :последне~го к ол ьца •• протяж­ ки dк , внутреннего диаметра детаЛ'и 1 до протяги,вания dв (мм), наружного диаметра детали после протягивания Dв (мм), толщи ­ ны стенки детали t (лiм) и величины ,суммарной пластической де ­ формации е. Стакан необходимо калить до HRC45-50. В процессе протягивания опорная поверхность стакана посте­ пенно изнашивается. При этом происходит перекос протягиваемой детали относительно оси протягивания, в результате чего резко возрастают силы протягивания, что может привести к разрушенйю твердосплавных колец . Признаком износа опорной 1поверхнос111 является как бы завальцовывание опорного кольца детали. Смазка. Смазка применяется для снижения работы трения. уменьшения сил протягивания, предупреждения нароста на дефор­ мирующих кольцах, а также для охлаждения твердосплавной про­ тяжки и улучшения качества обработанной· поверхности . Много­ численные опыты, проведенные в Институте сверхтвердых мате­ риалов, а также наблюдения за работой протяжек в производ­ ственных условиях позволяют сделать вывод, что наиболее эффек­ тивной смазкой является сульфофрезол, хотя с точки зрения сни­ жения сил протягивания и уменьшения нагрева он уступает таким смазкам, как 5%-ный раствор эмульсола и 3%-ный раствор мыла в воде. При протягивании деталей из малопластичных сталей, чистота обрабопщ которых не должна превышать v 6-v 7, можно ре­ комендовать 1 5'%-ный раств-ор эмульсола, однако для получения более вь1соких классов чистоты (v 8-v 10), особенно у тонкостен­ ных деталей при небольшой величине пластической деформации (0,1-0,3 мм), необходимо в качестве смазки пользоваться _ сульфо- 26 1 1 1 1 ·1 1 1 ~
) t • фрезолом. Кроме того ·, сульфофрезол менее других смазок способ­ ствует 13озникновению нароста на деформирующих кольцах, осо­ бенно · при обработке сталей, обладающих з·начительной пластич­ ностью (сталь -10, сталь 20). Эти свойства сульфофрезола отчет­ ливо проявились при обработке твердосплавными •• деформирую­ щими протяжками на заводе , им. Лепсе отверстия диаметром 72 tiJ мм во втулке балансира трактора ДТ- 54, изготовленной из стали 20. При использовании в качестве смазки эмульсола, а также 3%- ного мыльного раствора, многократно наблюдалось появление на­ роста. При применении сульфофрезола возниковение наро·ста пре­ кращалось, резко улучшалось качество обработанной поверхности . • На Минском мотовелозаводе при протягивании цилиндров амортизатора диаметром 20,6+ 0,045 мм (материал - сталь 45) пос 0 ле предварительного зенкерования до диаметра 20,5 мм, используя в качестве смазывающе-охлаждающей жидкости 5% - ный раствор ·эмульсола, удалось получить только 7- 8-й классы чистоты. При применении сульфофрезола чистота обработанной поверхности улучшилась до v 9. В то же время на Киевском мотозаводе при обработке цилинд­ ров амортизатора диаметром 20:i-o,o 45 ,wм по черной поверхности, где величина пластической деформации составляет 0,9 - 1,1 мм (материал - сталь 35), в качестве смазывающе - охлаждающей жидкости успешно применяется 5%-ный раствор эмульсола, обес­ печивающий получение 9-го класса чистоты обработанной поверх­ ности. На основании обобщения опыта применения твердосплавных деформирующих протяжек можно сделать следующие выводы : а) при обработке деталей из сталей с повышенной пластич­ ностью, а также тонкостенных деталей с незначительной величиной пластической деформации (до 0,3 мм), если необходимо получить высокий класс чистоты \v 8-\71 О), в качестве смазки необходимо пользоваться только сульфофрезолом; б) при обработке деталей _ с невысокими требованиями по чис­ тоте ( Vб- v7), а также для деталей со значительной величиной пластической деформации в качестве смазывающе - охлаждающей жидкости мож_но применять 5% - ный раствор эмульсола или 3%-ный раствор мыла в воде . Однако для окончательного выбора смазки желательно в каж­ дом отдельном случае произвести пробное протягивание опытной партии деталей с той или иной смазкой. В опытной партии долж­ но быть не менее 1000 шт. деталей, так как нарост нередко по­ явщ~,е11ся посл,е протягивания :нес1юльких сот,ен деталей. _ . Конечные результаты процесса деформирующего протягивания во J\Шо.гом зависят от качества смазки . Применяемая смазка долж­ на быть чистой, без посторонни х примесей, стружки, •песка и т. д. Особенно важно соблюдать эти требования при протягивании де- 27
f. талей с большими пластическими деформациями. Так, при обра ­ ботке втулки балансира трактора ДТ-54 на заводе им. Лепсе было установлено, что попадание в сульфофрезол даже небольшого ко­ личества другой смазки (эмульсола) или воды приводило к воз­ никновению нароста. Поэтому станок, на котором будет произво­ диться протягивание, должен быть тщательно очищен от стружки, грязи, старая сма з ка должна быть полностью удалена, а вся сис­ тема тщательно промыта. Лишь после этого можно заливать в ста­ нок новую смазку. Насос должен обеспечивать обильную подачу смазки на протяжку (а не на деталь!) не п о,оредственно перед вхо­ дом ее в отверстие детали. Перспективной является подача сма зки '-!ерез стержень про-тяжки. В этом случае внутренняя поверхность детали смазывается постоянно, что очень важно для снижения сил протягивания, особенно при работе -с большими деформациями и при протягивании длинных деталей (свыше 300 мм) . Разработка конструкций таких протяжек и исследование их работоспособности проводятся в настоящее время в Институте сверхтвердых мате­ риалов . Смазка в процессе работы постепенно «изнашивается», загряз­ няется и теряет свои свойства. Признаком загрязнения смазки яв ­ ляется появление характерного скрипа при работе протяжки, а также -возникновение нароста. При этом «изн ·Jше.нный», нечистый сульфофрезол меняет свой цвет: из маслянисто-коричневого, почти черного, он становится светло-коричневым, напоминающим цвет «кофе с молоком» . Кроме того, грязный сульфофрезол при р а боте с большими пластическими деформациями начинает «кипеть», при этом на наружной · поверхности детали и на протяжке после про­ тягивания очередного отверстия образуется пена . Отработанную смазку необходимо заменить. Однако при пра­ вильно рассчитанном процессе протягивания, тщательной подготов ­ ке станка и деталей под протягивание можно пользоваться сма з ­ кой сравнительно долгое время без полной ее замены, лишь перио· дически доливая до нормального уровня. Подготовка деталей к протягиванию. При протягивании отверс· тий твердосплавными деформирующими протяжками необходима правильная подготовка детали ~ протягиванию . Опорный торец детали должен быть подрезан как можно более тщательно, чтобы обеспечить перпендикулярность его продольной оси. Неправильно подрезанный торец может вызвать перекос детали и, как след­ ствие этого, поломку твердосплавных колец. Фаски на опорном торце делать не рекомендуется, так как это уменьшает площадь опоры детали . На входном торце надо обязательно снимать фаску для обеспечения правильноr-о захода кольца в отверстие. Наличие заусенцев на входном торце, остащпихся после механической обра­ ботки, недопустимо . Также недопустимо наличие внутри детали стружки, песка, грязи и т. д. · Это затрудняет процесс протягивания и может вызвать возникновение нароста. Поэтому детали перед протягиванием надо промывать или продувать сжатым в~здухом. 28 1 .j
i Особенно тщат,ельно необходимо готовить детали, которые про :­ тягиваются непосредственно по черной необработанной поверх­ ности, покрытой грязью, ржавчиной ,и окалиной. Наиболее распро ­ страненным способом очистки деталей пере::~. протягиванием явля ­ ется травление. В качестве типового можно ПR.Ивести следующиЙ: технологический ' процесс травления деталей перед 'проrягиванием . предложенный и в,недренный Минским мотовелозаводом: , 1. Обезжиривание: а) промывание в керосине на специальных подвесках путу м. трех-четырехкратного погружения в течение l,0- 11,5 мин; б) прос;уш:ка на воздухе для удаления керосина; в) химичеокое обезжиривание. Состав для -обезжиривания, %: сода , каустическая - 10, три.­ натрийфоофат (или сода к а шщинираванная) - 5, жидкое стекло - - 1ивода84. • Режим: Т = 90-100°С; t=ЗО мин ( в зависимости от степени за - r,рязнения) ; г) промывка в горячей воде в течение . 0,5 мин; д) · промывка в холодной воде в течение 1 мин. 2. Химическое травление: а) состав для травления, %: с ер н а я кислота - 10-·15, хлорис ­ тый натрий - 1и вода - 84-89. При приготовлении этой ванны кислоту обязательно надо доли ­ вать в воду, а не наоборот, во избежание ее р а збрызгивани я . Режим: Т=60 -70°С; t=бО - 80 мин (в зависимости от степен ц, коррозии); б) промывк а в х9лодной проточной воде путем двух-трехкрат­ ного погружения в течение 0,5-· 1,О мин. Если обработанн а я поверхность согласно техническим условиям: • должна быть · светлой, то после травления детали можно осветлить~ Для этого применяется следующий раство.Р, %: хромовый ангид - . рид - 10-15, серная кислота - 5 и вода 80 - 85. . При этом хромовый ангидрид растворяется в небольшом коли­ честве теплой вqды и после охлаждения добавляется в ванну. Время осветления - 0,5-2,0 мин . Температура комнатная. Затем детали промывают в холодной воде до полного удаления следов, хромового ангидрида и - в горячей воде (90 -95°С) ' в течение· О,'5 мин - после двухкратною погружения. Детали, подготовленные к протягиванию, рекомендуется про ­ тягивать сразу после травления, так как ' от длительного пребыва ­ ния ' на воздухе они подвергаются коррозии. При подготовке к про ­ тягиванию 'деталей, изготовленных из горячекатаных труб, можно­ рекомендовать -очистку деталей дробью. Такой способ применяется на заводе им. Лепсе, где используют дробеметные установки. Тща- • тельная обработка деталей этим способом обеспечивает хорошее· качество поверхности, подготавливаемой к протягиванию.
выводы Опыт внедрения и эксплуат ации твердосплавных деформирую­ щих протяжек в производственны х у словиях в течение 1964- 1967 гг. позволяет сделать следующие выводы: 1) использование твердых спла вов для изготовления деформи­ рующих элементов протяжек позвол яет достигнуть значительной величины пластической деформ ации (6 -20%) при больших натя­ гах на кольцо (до 1,0 - 1,5 мм), что делает инструмент высо1<опро­ -изводительным и дешевым; 2) обработка отверстий твердос пл авн ыми деформирующими протяжками в ряде случаев успешно заме няет тонкое растачива­ ние, зенкерование, хонингован ие, шлифование и раскатывание, яв ­ ляясь более экономичным и производи тельным процессом; 3) при применении твердосп лавных деформирующих протяжек обеспечивается стабильное получение высокой чистоты (V9-V 11) ·и точности (2-3 - й классы) обработки отверстий, увеличивается микротвердость поверхностного слоя на 20 - 40 %, повышается дол­ товечность и работоспособность детали; 4) при менее высоких требов аниях к чистоте (v' 6-v 8) и точ­ :ности (3-4 - й классы) обработанной по верхности твердосплавны ­ ми деф ормирующими протяжка ми можно протягивать детали из ·черн ых заготовок без предварительной механической обработки; 5) высокая стойкость твердосплавн ых деформирующих протя­ _жек позволяет одним компле ктом коле ц (8----'12 шт.) обработать в ореднем 100 - ;150 тыс. погонных м длины деталей; 6) процесс обработки отверстий твердосплавными деформиру­ ющими протяжками легко автоматизируется и обеспечивает про ­ ·изводительность до 3000 деталей в смену с одного станка; 7) применение твердосплавны х деформирующи х протяжек дает экономический эффект, от 20 до 200 руб . на каждую тысячу вы ­ mускаем ых дет алей. i, '(
ПРИЛОЖЕНИЯ
с , : , t - : , • Д а н н , ы е _ о в н е д р е н и и т в е р д о с п л а в н ы х д е ф о р м и р у ю щ и х п р о т я ж е к и п р о ш и в о к в 1 9 6 4 - - , - 1 9 6 7 r r . Н о ~ - м е р Н а и м е н о в а н и е г р у п - д е т а л и П Ы Т р у б а . р у I < о я т к и м о т , о ц и к л а К - 7 5 0 1 1 В т у л к а б а л а н с и р а т р а к т о р а Д Т - 5 4 1 1 В т у л к а б а л а н с и р а \ т р а I < т о р а Д Т - 5 4 Т р у б а н е с у щ а я м о - J т о ц и к л а М - 1 0 4 2 К о р п у с з а м к а м о - . 1 т о ц и к л а К - 7 5 0 К о р п у с а м о р т я з а - 1 т о р а м о т о ц и к л а ~ - 7 5 0 Т р у б а н а к о н е ч н и к а 1 · п е р а в и л к и м о т о ц и к - М I < ; - 7 5 Q М а т е р и а л С т а л ь 2 0 С т а , 1 ь 2 0 С т а л ь 2 0 С т а л ь 4 5 С т а л ь 3 5 С т а л ь 3 5 С т а л ь 3 5 1 Д н а . м е т р о т в е р с т и я , ' м м Д л и н а , п р о т я г и - в а н и я , Л t М 2 4 , 0 + 0 , 2 8 1 3 4 , 0 7 2 + 0 , 4 + 0 , 2 8 0 , 0 7 , 2 + 0 , 4 + 0 , 2 8 0 , 0 2 5 , 4 + О , 0 8 4 1 5 2 8 2 0 , 1 + 0 , 1 5 9 , 5 1 6 + 0 , 2 1 8 8 , 0 4 2 , 0 - 1 - 0 , 1 3 0 5 , 0 П р и п у с к п о д п р о - т я г и в а - н и е , л t м С т е п е н ь С I < В О З Н О Й д е ф о р - м а ц и и , % 0 , 4 1 , 6 9 1 , 0 1 , 4 1 7 , 0 1 1 , 8 1 2 , 0 ~ 1 , 1 5 , 8 0 0 , 7 4 , 5 6 2 , 7 6 , 8 5 ' О б р а б о т к а о т в е р с т и я п е р е д п р о - т я г и в а и и е м . . Ч е р н а я н е о б - р а б о т а н н а я п о в е , р х н о с т ь Р е ж у щ е е п р о т я г и в а н и е 1 Ч е р н а я н е о б - 1 р а б о т а н н а я п о в е р х н о с т ь 1 Т о ж е 1 1 » 1 1 . • » J 1 » 1 М а т е р и а л к о л е ц п р о т я ж к и К о л и ч е с т в о к о л е ц , ш т . В К ! 5 М 2 В К ! 5 М 1 2 В К ! 5 М . 2 4 В К ! 5 М 1 1 В К ! 5 М 1 1 В К ! 5 М 6 В Ю 5 М 7 ' Т р е б у е - м ы й к л а с с , Ч l ! С Т О Т Ы Д о с т и г а - е м ы й к л а с с ч и с т о т ы 4 7 5 7 5 ~ 7 8 7 9 l + 7 - 9 - П р и л о ж е н и е 1 О б р а б о - Г о д о в о й т а н о э к о н о м и - д е т а л е й ч е с к и й н а 1 . 0 1 . э ф ф е к т , ] 9 6 8 г . р у б . . ' 1 1 2 0 0 0 0 1 2 4 0 , 0 1 8 0 0 0 0 0 1 4 4 9 0 , 0 - - - - 1 1 6 0 0 0 0 0 1 2 2 5 1 9 7 , 0 1 О п ы т н а я 1 п а р т и я 3 6 5 0 , 0 1 1 2 5 0 0 0 1 1 0 3 3 , 0 1 2 0 0 0 0 0 1 4 4 3 6 , 0 r 2 1 0 0 0 0 1 1 3 7 8 7 , 0
с , , ~ 3 4 В т у л к а к ' о р о м ы с л а к л а п а н а т р а к т о р н о г о д в и ~ , а т е л я А . М З Р а б о ч и й Ц И J I И Н Д р а м о р т и з а т о р а м о т о - ц и к л а К - 7 5 0 Р а . б о ч и й ц и л и н д р а м о р т и з а т о р а М О Т О - ц и к л а . М - 1 0 4 - Т р у б а с к о л ь з я щ а я м о т о ц и к л а . М - 1 0 4 Т р у б а с к о л ь з я щ а я м о т о ц и к л а М . - 1 0 4 Р а б о ч и й ц и л и н д р а м о р т и з а т о р а м о т а - ц и к л а . М - 1 0 4 Р а б о ч и й ц и л и н д р а м о р т и з а т о р а м о т а - ц и к л а И Ж - 5 6 С т а л ь 2 9 , 7 + 0 , 0 5 4 5 • 3 2 , 0 - С т а л ь 2 0 , 0 + 0 , 0 4 5 3 5 1 2 5 , 0 С т а л ь 2 0 , 5 + 0 , 0 4 5 4 5 i 1 5 , 0 С т а л ь 3 7 , 5 , + О , ! 3 5 2 9 7 , 0 С т а л ь 3 7 , 5 + 0 , l 3 5 2 9 7 , 0 С т а л ь 2 0 , 5 + 0 , 0 4 5 2 0 1 1 5 , 0 С т а л ь _ 2 О , О + О , 0 4 5 4 5 1 1 8 , 0 . , . . , 1 , 8 Ч е р н а я н е о б - В Ю 5 . М 5 О п ы т н а я р а б о т а н н а я 7 5 1 0 , 0 6 , 4 3 g о в е р х н о с т ь 1 3 - 7 - п а р т и я 1 , 0 В Ю 5 . М 8 Т о ж е ' 3 4 0 0 0 0 4 6 3 6 , 0 5 , 2 5 1 1 - - 9 - 0 , 8 В Ю 5 . М 8 · - » - 8 - 2 0 0 0 0 0 1 0 9 1 4 , 0 4 , 0 5 8 1 , 8 » В Ю 5 . М 8 О п ы т н а я 6 4 0 0 , 0 5 , 0 5 1 3 8 п а р т и я 0 , 1 С к о р о с т н о е В Ю 5 . М 8 3 7 0 0 0 0 1 8 6 5 , 0 о , 2 7 з е н к е р о в а н и е 4 9 - - ' ' _ O L В Ю 5 . М 8 Т о ж е - 9 - 4 0 0 0 0 0 4 6 3 6 , 0 0 , 9 8 4 G ; 4 С к о р о с т н о е В Ю 5 . М 8 2 , 0 3 р а з в е р т ы в а н и е . - 9 - 2 0 0 0 0 0 6 3 5 0 , 0 5 -
· ф , 1 > , Н о - м е р - р у п ; п ы Н а и м е н о в а н и е д е т а л н Т р у б а с к о л ь з я щ а я 1 м о т о ц и к л а И Ж - 5 6 . Т р у б а н а к о н е ч н и к а 1 в и л к и м о т о ц и к л а К - 7 5 0 · Ц и л и н д р т е л е с к о - п и ч е с к о г о а м о р т и з а - т о р а а в т о м а ш и н ы М А З - 5 0 0 Ц и л и н д р г и д р о у с и - л и т е л я р у л я а в т о м а - ш и н ы М А З - 5 0 0 Ц и л и н д р г и д р о у с и - 1 , 1 щ т е л я р у л я а в т о 1 _ 1 а - Ш J . ! Н Ы М А З - 5 0 0 А В т у л к а к о р о м ы с л а ! ( л а п а н а т р а к т о р н о г о д в и г а т е л я Д Т - 5 4 М а т е р и а л С т а л ь • • • 1 3 5 С т а л ь 1 3 5 С т а л ь 4 5 С т а л ь 4 5 С т а л ь 1 3 5 О Ц С 5 - 5 - 5 П р и п у е к Д и а м е т р п о д п р о - о т в е р е т и я , т я г и в а - О б р а б о т к а : м м н и е , м м о т в е р с т и я Д л и н а С т е п е н ь п е р е д п р о т я - п р о т я г и в а - с к в о з н о й г и в а н и е м Н И Я , М Л ( д е ф о р - м а ц и и , % 3 8 , 1 5 + o , o s l ~ 1 С к о р о с т н о е 1 2 9 5 , 0 О , 4 0 р а з в е р т ы в а н и е 3 7 , o + 0 , 0 9 1 _ J L _ . 3 1 С к о р о с т н о е 2 6 5 , 0 О , 8 2 з е н к е р о в а н · и е 1 5 2 , 0 + 0 . о в 1 , 0 1 , 9 2 Т о ж е 3 0 5 , 0 5 2 , 0 + 0 , o s - ° L » 4 0 3 , 0 1 , 1 7 - . 1 6 7 , 5 + 0 , О б 1 1 , 0 1 » 3 2 4 , 0 1 , 4 8 + 0 , 0 5 Ч е р н а я н е о б - 2 2 , 0 + 0 , 0 2 0 , 2 0 2 8 , 0 - - · р а б о т а н н а я п о в е р х н о с т ь П р о д о л ж е н и е п р и л о ж . 1 Т р е б у е - М а т е р и а л м ы й О б р а - Г о д о в о й к о л е ц к л а с с б о т а н о э к о н о м и - л р о т я ж 1 ш ч и с т о т ы д е т а л е й ч е с к и й К о л и ч е с т в о Д о с т и г а - н а 1 . 0 1 . э ф ф е к т , к о л е ц , ш т . е м ы й 1 9 6 8 г . р у б . к л а с с ч и с т о т ы В Ю 5 М 1 + 1 1 5 0 0 0 1 3 6 8 4 3 , 0 6 - В К 6 1 + 1 4 0 0 0 0 1 1 4 6 0 3 , 0 3 В Ю 5 М 9 2 3 0 0 0 0 1 6 6 1 8 , 0 7 1 0 В Ю 5 М 9 4 0 0 0 0 7 6 4 7 , 0 4 9 1 1 _ _ 7 _ 1 О ш . п н а я I Н е о п р е - В Ю 5 М 1 1 8 п а р т и я д е _ л е н 4 р е ж у щ и х к о л ь ц а 7 ( В Ю О М ) О п ы т н а я 4 4 0 1 ; 0 8 д е ф о р м и - - 8 - п а р т и я р у ю щ и х к о л е ц ( В Ю 5 М )
Пpuna'lfeнue 2 Госпла" IJCCP T,mOO{)(J т~н0110ёичесlf1ЛJ процесс ~ Иi!сти~,п cOepxmte м алmJнои оороооrтжи тберiiосплабнь/JI r1amepuanolJ !(ОПец дпя десрормирqющих npomP.Жetf о' \71.l о, 'Jff® ---. Gf1 1:5 - ~ ~ t' -- . l= ~ c:::i § и---L rl flauнeнotJaнiJf. 1(!, 11 Режимы операцщj и JC!fUЗ ~~§а::.~ ooparJomlfu перехооо8 oopaoomlfи ~ -<,; >;: '":;:' ,,',;! Vl(p, Sпр~S~пол., Vжт t с,~ ~i;~"' <::> ~ <."3 ~-::~~_'1/Ш 11f.;~Ш ' Ji/,'(IJJ .''lf 'I ' t.шлшпо&шие ~ . ш::''~i~ бнуrтiренt1его 352:.' S, §•~ ' ~ 10--20 О,5- 10-2{) .; _, .,. _ iJuaмempa -- ~:rtн. ~ .' i~ f,O - ~:g /f.OЛIJЦG i!ZZJ" ~А@~ ~'с<:;~'--''<> <s<::; , ,,,- 2. Шnuqюt:a- (l ~~ ~ '"" ниеторца то,,;,е [~ ~ 15-20 - I0-2t 0,01 кольцо с!, ~~ ~~ 0,0(5 ~ "".,, !/ шли~~ше 'v.fl~и ЗГlt, ~- 0,01- i 8m 'P0i!O З72Б, "" змо. [<:-~ ~~ 115-25 5-6 О,5- торца 1{ ЭБ71Н, ~~i§ 8~ кольца JБ132 "i'- ' 1,0 _0.02 ; цЬр. ~t.J ~ 1~~ 111 !ШЛU{j)О,'l(]н(л !д ;311/11, ~< - !(0ЛЬЦа ПО 3f0H. ~ наружному 3//СН, ~~ §с::, 10- 0,5- 20- с5 ;ЗП2, "F~ диаметру 3~150 i:;t 17 2,0 60 с,; идр ~с:, ~~ ' t:, '< <- .!~ ~ s..-- ~ :s ~~ "" s:,- 12.Шпи'fдоба- i ниез 6орноа i' lхонуса коль - ;~ fO- О,5 - 20- ~ цапоdжгпон То ЖЕ "' 17 2,0 60 ""- !=.:i" а.спер ого ·"' ' торца ""' ~~ ~ <::: ~ ""' с:,· ~шnurpqбa- 1н ~ 10- 0,5- 20- с::, . ниезаоорю -!.. 2.0 60 с:,- га конуса '10 17 1 подугло11а » :S-> ~ ,,.. , cafJmopaгo ... ~ торца ~ cs "'< IV Снптие ~~1 q:юски ~~ ' 05 •45° с ~ ~(j ~сто- » :,- ~':ol :::,., ~~~ ~~ ·- V Палиро8а- 1 § ниеленточ- т киuзаоор- с, ных1Фнусо6 >> • с::: >> ~--~~ ,· i g..., 1' ~
Инструкция Приложение 3 по изготовлению твердосплавных колец к деформирующим протяжкам Твердосплавные кольца в процессе деформирующего протягивания испыты­ вают значительные нагрузки, которые при наличии в твердом сплаве трещин, :иикротрещин, раковин и пр. могут вызвать разрушение твердого сплава. Поэто­ :му к обр11-бот·ке твердое.плавных колец предъявляются требования, исключающие ·возможность появления в твердом с.плаве трещин, прижогов, ·мест с концентра­ ;цией больших напряжений и т. д. 1. Шлифовку всех поверхностей кольца необходимо производи'Гь только ал­ мазными кругами. Работать кругами из карбида кремния зеленого категорически запрещается! -2. Категорически за п рещается превышать режимы шлифован.ия, предус,мот­ :.ренные типовым технологическим процессом. . 3. При обработке твердое.плавных деформирующих колец необходи.мо поль­ :зоваться алмазными кругами зернистостью АСО8-:-АСО12 100-150%-ной концент­ : рации только ' на бакелитовой связке . 4. Шлифовку колец необходимо производить с охлаждением. Состав охлаж ­ . дающей жидкости, % : тринатрийфосфат - 0,60; вазелин технический - 0,05; бура - 0,30; кальцинирова-нная сода - 0,25; нитрат натрия - 0,10; вода - ' '98,70. . 5. Полировку колец необходимо производить на оправке, зажатой в токар ­ . ном трехкулачковом · патроне; алмазной пастой АП5 с помощью кожи, войлока яли фетра. ' 6. Тщательное соблюдение положений настоящей ннструкр.ии повысит срок . ,·службы твердосплавных колец, чт о привед ет к эконом.ин твердого сплава и ал­ ::~.rазноtо инструмента.
ЛИТЕРАТУРА ' 1. Пр о с к у р я к о в Ю. Г., Упрочюtюще-калибрующие методы. обработки, М. , «Машина.строение» ; 1965. Шнейдер Ю. Г., Чистовая обработка металлов давлением, Машrиз, 1963. З. У,прочнение деталей мех аническим наклеиванием , М. , Изд-во «Наука», 1965 . 4. К он овал о в Е. Г. , Основы новы х способов металл·ообработки, Минск, ,1961. 5. Шнейдер Ю. Г., Выбор схемы, метода, конструкции инструмента и ре­ жи.ма чистовой обработки давлением, Л., 1965. 6. И о ф ф е М . М., Обработка д еталей инструментом из кристаллов алмаза, «Станки и инструмент», 1966, No 3. 7. Б ер ли не р М. С., Новая те х но ,1огия обработки цилиндра.в плунжера домкрата, «Технология автомобилестроения», вып. 5, М., 1959 . 8. Сбор·ный дорнующий инструмент для бесстружковой обработки отверстий деталей класса втулок, Проопект ВДНХ СССР, Минск, 1965. 9.Монченко В. П., Гиссин В. И., Очистка и подготовка поверхности под дорнование с большими натягами, ЦБТИ Северо-Кавказского совнархоза Технический листок No 375, 1965 . 10. Монч енко В. П., Поп ов А. А., Изготовление втулок комбайна СК-4 дорнованием с большими натягами, ЦБТИ Северо-Кавказского совнархоза, Тех­ нический листок No 325, 1965. l1.МонченкоВ.П.,ГиссинВ.И.,Выборсмазокпр.идорнованиисболь­ шими натягами, ЦБТИ Северо-Кавказс1юго совнархоза , Технический листок No 363, 1965. 12. Р .о з е н б ер ,г А. М., Розенберг О . А., Об,работка отверстий твердо­ сплавными выглаживающими протяжками, К., Изд-во «Технiка» , 1966. 13. Ро з енб е рг А. М., Розе н б ер r О: А., Краткая методика рас:чет,1 и проектирования твердосплавных выглаживающих протяжек ОНТИ , УкрНИИССМИ, К., 1966 .
СОДЕРЖАНИЕ • Нве.nе.ние . Обработка отверстий твердосплавными деформи- рующими протяжками . . . Качество отверстий, обработанных твердосплавны­ ми деформирующими протяж ками . . Технологические процессы обработки втулок il труб твер.досплавньrми деформирующими протяжками Э1{сплуатация т1;1 ердосп.лаr1ных деформиrующих протяжек Выводы При ложения Литература Стр. 3 7 15 22 24 30 31 37
Розенбврг Алек,андр Минеевич, Розенберг Олег Александрович, Сирота Дориан Аркадьевич Т1,1ердос11лавные протяжки для обработки отверстий методом пластического деформирования Отuетственный за выпуск Н. В . Богданович Редактор Е. Р. Передрий Технический редактор Е. Н. Соколов Корректор Р. В. Савлук
,.. БФ 27955 . Одано в набор 27.IV 1968 г . Подписано к печати ,! 1.XI . . 1968 г. Фор­ мат 60Х901/16. Печ. л. 2,5, (усл. печ. л. 2,5) . Уч.-изд. л. 2,5. Бум. л. ,l,25. Бумага типографская No \. Тираж 5000. Заказ 621. Цена 25 коп . Индекс 7.\ -102/13. Фотопечатная лаборатория УкрНИИНТИ, Киев, 85, Выставка .
r 1
·,