Способ обработки подступичной части вала

Изобретение относится к машиностроению и может быть использованоПри изготовлении валов, подвергавшихся значительным циклическим нагрузкам,с высокими требованиями по точности,Цель изобретения - повьппение точности обрабатываемой подступичнойчасти вала и снккение шероховатостиповерхности при сохранении достаточного уровня сопротивления усталости.Поставленная цель достигается тем,что непосредственное обеспечение высокого уровня сопротивления усталости достигается за счет поверхностноо пластичного деформирования (ППД);Причем окончательная чистовая механическая обработка, обеспечиваетвысокий уровень сопротивления усталости,ППД выполняется так (т.е., на такую глубину наклепанного слоя), чтобы, сохраняя высокий уровень сопро"тивления усталости, обеспечить возможность снять определенный слой для 25повышения точности при этом ППДздесь косвенно обеспечивает точность. Таким образом, в рамках предлагаемого способа операция окончательной механической обработки преобре-,ЭОтает функции обеспечения сопротивления усталости а операция ППД - обеспечения точности,Чистовая обработка должна проводиться строго по определенным пареметрам с тем, чтобы сохранился достаточный уровень сопротивления усталости,На фиг. 1 показана схема обработкивала с цилиндрической подступичной 40частью; на фиг.2 - то же с конической.Способ осуществляют следующим образом.45Сначала осуществляют предварительную термическую обработку (отжиг)и черновую механическую обработку,затем - окончательную термическую обработку, например нормализацию илитермическое улучшение. После терми 50ческой, черновой и чистовой обработки вал поступает для выполненияППД. При этом ППД выполняется так,чтобы полная глубина наклепанногослоя была не менее, чем сумма снимаемого последующей чистовой обработкой слоя 8,Р и требуемого остающегосянаклепанного слоя Ь, т.е.Выполняют окончательную чистовую механическую обработку (чистовое точение или шлифование), при которой снимается слой толщиной др , достаточной для обеспечения заданной точности ( о,р ) Ро ), но не более, чем о 6 1величина -Ь,о)Если К = -(2) то Тогда на основании соотношениЯ(1) глубина наклепанного слоя составля- ет Ь---(4) Ь 1 - К 1Выполняют серию испытаний образцов, подступичную часть которых обрабатывают по предлагаемому способу.ПЩ выполняют с усилием обкатки 4 кН, глубина наклепа Ь = 2,5 мм. После ППД подступичную часть образцов подвергают шлифованию, снимая слой минимально допустимой в данных условиях толщины Ю,р = 0,6 мм, Отношение ду /Ь = =0,24,что меньше,чем предлагаемый верхний предел(с 6-1)/0=0,5, а остявП р и м е р. Выполняют обработку подступичной части цилиндрических образцов из стали 45 диаметром 28 мм для усталостных испытаний. Формообразование (черновую механическую обработку) осуществляют по 11-му квалитету (степени точности), В качестве окончательной чистовой обработки . применяют шлифование. Пробными шлифовками устанавливают минимальную величину припуска на радиус, для получения 6 квалитетя который составляет Ро.0,6 мм. В результате шлифования обеспечивают Ко1,25 мкм, Далее осуществляют напресовку втулок по поН 7садке -- (С = 2) а затем произво 86 фдят (для последующего сравнения) установочные испытания образцов, подступичную часть которых обрабатывают без применения ЛПД. Предел выносливости (база испытаний во всех испытаниях равняется 5 млн циклов) 165 МПа.шаяся часть наклепанного слоя составляет 1,9 мм, что больше, чем 0,7 мм. После шлифования шероховатость поверхности составляет Ка = 1,25 мкм, точность соответствует 6-му квалитету. Предел выносливости 270 МПа, что несколько меньше, чем по известному, но значительно (в 1,67 раза) выше, чем сопротивление усталости валов, подступичная часть которых вовсе не подвергалась ППД.На другой серии образцов снимают чистовой обработкой (шлифованием) силой 1,2 мм, соответствующий верхнему пределу, оставшаяся часть наклепанного слоя составляет 1,2 мм, т.е, также соответствует предлагаемым пределам. Параметры точности и шероховатости находятся на указанном уровне, предел выносливости 255 МПа.Подвергают обработке по предлагаемому способу насосный вал гидро- передачи тепловоза Диаметр подступичной части вала 90 мм (материал сталь 40 х). Величина Ы = 2,5, ППД выполняют с усилием 1,5 кН, глубина наклепанного слоя 3,5 мм.Верхнее предельное значение доли снимаемого слоя К, = 0,6. После ППД валов согласно предлагаемому способу выполняют чистовую обработку (шлифовани- м), снимая слой толщиной 1,0 мм, Формула изобретения 1 О Способ обработки подступичной части вала, включающий черновую механическую обработку с обеспечением необходимого для получения заданной шероховатости поверхности припуска,опе режающее поверхностное пластическоедеформирование и чистовую обработку,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности обработкиза счет снижения шероховатости, тол щину снимаемого слоя выбирают из соотношения7 Ю ф"-: -- ьо 25 где Ю- припуск, необходимый для получения заданной шероховатости поверхности, мм ,глубина наклепанного слоя- коэффициент концентраций напряжений в подступичной части, а толщина накдепанногослоя равна Ь,(0,03-0,05)К,где К - радиус обрабатываемой части вала. о(30 что составляет 0,29 толщины наклепанного слоя, Толщина оставшейся части наклепанного слоя Ь = 2,1 мм,что больше, чем 2,25 мм,5Используя предлагаемый способ, долговечность вала возрастает в 2 раза.1428564 Составитель С.ЧукаеваТехред М,Ходанич Корректор М.Шароши Редактор Н.Рогулич Заказ 5078/18 Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5