Способ деформирующе-режущей обработки и деформирующе режущая протяжка для его осуществления

(56) Авторское сЕц 1146149 кл, В 9 23 ническии инбот одо с обработкеием и моистовойутренниховерхноснии отвер Изобретение относи металлов давлением и жет быть использовано и получистовой обрабо и наружных цилиндриче тей, например при про 00 р дляки ягив тии аобоенреяется повыш изобретениякости инструмилий резания,г,1 изображенпротяжка; нафиг. 1; на Аиг,еформированияго переходов;йствующих приующего элемента Цельюстой нта путем с жения ус На Фидеформирующеиг.2 - разрез режущаА-А нания ии втор 3 - схема резапосле первогона фиг.4 - схемапрохождении деД мирГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГННТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ мов088.8)видетельство СССР23 Э 43/02, 1984, (54) СПОСОБ ДЕфОРМИРУ 10 ЩЕ-РЕЖУЩЕЙ ОБРАБОТКИ И ДЕФОРМИРУ 10 ЩЕ-РЕЖУЩАЯ ПРОТЯЖКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обра ке поверхностей деталей мешин мет деформирующе-режущего протягивания и м,б. использовано. для чистовой и получистовой обработки внутренних и наружных цилиндрических поверхностей, Пель изобретения - повышение стойкости инструмента путем снижени)4 В 24 В 39/02 В 23 Р 43/О усилий резания, При обработке предварительно упрочненный поверхностныйслой в зоне резания упругопластически растягивают в направлении, перпендикулярном направлению резания ипараллельном плоскости резания, Режущие зубья помещают в зону упругопластического растяжения создаваемого деформирующими зубьями, Одновременно режущим и деформирующим зубьямсообщают главное движение. Дополнительно сообщают равные подачи нарезание и дейормирование. Деформирующие зубья выполняют с диаметральнымпревышением над режущими, а боковыепротивоположно расположенные поверхности двух соседних зубьев выполняютпараллельными, За счет этого снижаются усилия резания на 30-35 Х. 2 с,п,ф-лы, 4 ил., 2 табл,Протяжка для осуществления способа (фиг.1 и 2) содержит деформирующеежущие элементы 1, расположенные с угловым смещением один относителього так, что за деформирующимпредыдущего (по ходу протяжмента расположен режущий зуб 3 последующего элемента и н рот, за режущим зубом 3 располож деформирующий. ДеФормирующие 2 и жущие 3 зубья на каждом элементе, представляющем собой кольцо, чередуются с равным угловым нагом, Главные режущие кромки Б режущих зубьев, располагают в плоскости, перпендикулярной оси протяжки и проходящей через линии В, образованные поверхностями(4) где Ы - угол заборного конуса деформирующего зуба,Способ осуществляется следующим образом.Деформирующие зубья при первом переходе после прохождения через гладкое цилиндрическое отверстие диаметром Й, (Фиг.3)продавливают пазы глубинс 1 й 8 и диаметром с 1 . Одновременно участок поверхности между деформирующими зубьями оттесняется за заборных конусов и цилиндрических ленточек деформирующих зубьев.Боковые противоположно расположенные поверхности Г двух соседних деформирующих зубьев выполнены парал 5 лельными.ДеАормирующие зубья накаждом элементе выполнены с диаметральным превьппением над режущими зубьями, определяемым по формуле4 п=1 рь=1-2 д"арг+Н, (1) где 1- диаметр и-го деформирующережущего элемента по деФормирующим зубьям;15с 1 р - диаметр и-го деформирующережущего элемента по режущим зубьям;1 - натяг на деформирующиезубья;К - пластическая дейормацияв зоне расположения деформирующего зуба при прохождении деАормирующего элемента с натягом 1 через 25гладкое цилиндрическое отверстие;а- толщина срезаемого слоя начиная с второго деформирующе-режущего элемента;Н - высота образованного высту 30па после прохождения деформирующего зуба с натягомчерез гладкое цилиндрическое отверстие.Диаметры по деАормирующим и по 35 режущим зубьям определяют по следующим Аормулам:с,=6 +1+(28+а р; - Н) (п), (2)й ро=с 1 о+ (28+а р.г-Й) и (3) где с 1 о - первоначальный диаметр отверстия;и - номер деформирующе-режущегоэлемента по ходу протяжки.Длину заборного конуса деАормирующего зуба определяют по Аормуле45 счет неразрывности деАормации постенке втулки до диаметра Й , и наповерхности отверстия образуютсяпродольные выступы высотой Н, Нопоскольку между деАормирующими зубьями расположен режущий зуб, то частьэтого выступа, толщиной а р припервом переходе и толщиной а р привсех последующих срезается, образуядиаметр й . При следующем переходедеформирующий зуб располагают в зонесрезанного выступа, а режущий - взоне впадины, Теперь деформирующийзуб увеличивает диаметр Йд до Й2-го перехода, а режущий увеличиваетдиаметр й до й( 1 2-го переходаи т.д.Деформирующие зубья каждого .элемента механически упрочняют поверхностный слой, который срезается следующим за ним режущим зубом элемента. Кроме того, деформирующие зубьяпри прохождении через отверстие образуют выступ высотой Н и упругопластически растягивают поверхностныйслой этого выступа в зоне резания,т,е, в, зоне соседних режущих зубьев,размещенных на одном деформирующемэлементе,Одноосное растягивающее нормальноенапряжение в поверхностном слое возникает от действия растягивающихсоставляющих 1 (Фиг.4) внешних силР, возникающих от действия деАормируюших зубьев, а также от действияизгибающих моментов, создаваемых поперечными силами Ге, Таким образомв процессе срезания предварительномеханически упрочненныйповерхностныйслой упругопластически растягивается,что значительно (в 1,41,5) разаснижает силы резания, Поскольку меха-. нически упрочненный слой получает некоторую степень разрушения, а также за счет упруго-пластического растяжения зоны резания в слое увеличивается показатель напряженного состояния, что ведет к более легкому его разрушению (резанию). Такое более легкое разрушение резанием происходит везде, где режущие зубья располагают между деформирующими, Однако уменьшение силы резания возникает при резании слоя определенной толщины (табл.1) ар =(0,35 0,65)Н при оптимальных экспериментально установленных натягах=0,400,64 мм для сталей конструк1488183 цнонных, углеродистых и легированных при отношении диаметров втулок О/до= =1,32,2, где Р - наружный диаметр втулки.1 Натяг, Высота Значения у, кН/мм, при толщине мм выступа срезанного слоя 0,3 Н 0,4 Н 0,6 Н 0,6 Н 0,7 Н 0,55 0,100 2,34 2,12 2,13 2,20 2,31 0,65 0,121 2,38 2,03 2,00 2,08 2,24 Таблица 2 Натяг, Значения , кН/мм, при толмм щине срезанного слоя, мм 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 ОООО Зф 13 Зф 07 2 е 95 2 ф 88 2 в 80 сНа основании приведенной схемы резания (фиг,З) подачи на п-м переходе на резание и деформирование определяются следующими выражениями: Э+И+а -а, ) ( --- ) (6) При условии постоянства режимов при резании и деформировании на каждом переходе, а также обеспечения максимального снижения силы резания, т,е,8=Ы -сопя; а -сопят;-сопят, и на основании выражений (5) и (6) получима = 0,5(ар+ Н). (7) Тогда выражения (5) и (6) примут вид8 =Ы=дч.0,5 а-0,5 Н. (8)На основании принятых условий и формул (7) и (8) получим выражения (2) и (3) для определения диаметров деформирующе-режущих элементов,Пластическую деформацию по дну впадины О и высоту выступа Н, входящие в состав формул, определяют экспериментально путем замеров после пробного прохода элемента с деформирующими 1= (1518)218 с 1 + соя 1 пБ = (о-Н+а )( ----- ) +рь 2 В табл.1 и 2 даны значения удельной осевой составляющей силы резанияр в зависимости от толщины среднегослоя а для стали 45 .при Р/с 1 о=1,6.5Таблица 1 зубьями или по эмпирической зависимости, удовлетворяющей приведеннымивыше условиям и ограничениям: 20д, Р -о,3д=Оф 047+Г 2,62 10 2.( в )1 о 14 м (4 П -ф.з1145 10 д 119 10 (; )6о25и ссЧН=0,103+5,02 10 5.( в )о во 30 где Ьт - предел текучести обрабатываемого материала.1 Боковые противолежащие поверхностисоседних деформирующих зубьев выпол няют параллельными с минимально воз"можной длиной заборного конуса в направлении оси инструмента для обеспечения незаклинивания стружки междубоковыми поверхностями соседних де формирующих зубьев, т,е, для уменьшения силы резания минимально возможнуюдлину заборного конуса определяютиз условия гарантированного вхождения поверхностей заборных конусов 45 в контакт с поверхностью обрабатываемого отверстия,50 где 1,51,8 - коэффициент вависящий от величины отклонения формы и размеров обрабатываемойповерхности;55 Ы - угол заборного конусадеформирующих зубьев,Указанные признаки направлены наснижение усилий при срезании поверхностного слоя, что в конечном счетеповышает производительность трудаи стойкость инструмента,Повышение производительности процесса обеспечивается за счет повышения.стоикости инструмента в резуль 5тате снижения силы резания путем сокращения числа переточек и, крометого, за счет уменьшения длины инструмента путем увеличения подачи накаждый деформирующе-режущий элементи удаления припуска кольцевой Формыодним элементом,П р и м е р, При обработке деталей из стали 45 с диаметром отверстия 30 мм и наружным диаметром 48 ммв качестве инструмента используютпрошивку, состоящую из деформирующережущих элементов, причем деформирующие и режущие зубья на каждом элементе чередуются так, чтобы длина режу 20щей кромки была равна длине цилиндрической ленточки, причем за каждымрежущим элементом расположен деформирующий, и наоборот. Радиальный натяг на каждом переходе (на деформирующие зубья каждого деформирующережущего элемента) 0,5 мм, Толщинасрезаемого слоя каждым режущим зубомначиная с второго а р =0,5 Н=0,45 мм,Толщина, срезаемая первым режущимзубом, составляет 0,077 мм. Подачана режущие и деформирующие зубья накаждом переходе 0,145 мм, Подача надеформирование превышает подачу нарезание внутри одного перехода на350,105 мм.Диаметры по режущим зубьям первого,второго и третьего деформирующе-режущих элементов соответственно 30, 290,30,580 и 30,8/О мм, Диаметры по дефор.40мирующим зубьям первого, второго итретьего деформирующе-режущих элементов соответственно 30,500; 30,790и 3 1,080 мм.При угле заборного конуса 8 длина боковой поверхности деформирующего зуба до режущей кромки со сторонызаборного конуса составит 2,7 мм. Вкачестве смазки применяется сульфофрезол, Скорость натягивания составляет б 8 м/мин,Производительность труда увеличивается в 1,7 раза за счет сокращениядлины инструмента и оптимизации режимов обработки, 55Лабораторные исследования, проведенные на сталях различных марок,показали, что применение способаснижает усилие при резании на 30 357. (табл,1). Стойкость режущих элементов при этом увеличивается в 1,5-1,8 раза в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала.Формула изобретения1, Способ деформирующе-режущейобработки, при,котором инструментусообщают главное движение и осуществляют многопереходную обработку,включающую предварительную пластическую деформацию поверхностногослоЯ деформирующим элементом и последующие упругопластическпе растяжение и резание режущими зубьями,отличающийся тем, что,с целью повышения стойкости инструмента за счет снижения усилий резания, деформирующим и режущим зубьямна каждом переходе сообщают равныеподачи на резание и деформирование,определяемые из выраженияБ=Б =8+0,5 а р -0,5 Н,где Ь - подача на и-м переходе нафодеформирующие зубья;Ы - подача на и-м переходе нарежущие зубья;д - пластическая деформацияв зоне расположения деформирующего элемента при егопрохождении через гладкоецилиндрическое отверстие;а- толщина срезаемого слояначиная с второго перехода;Н - высота оборудованного выступа,при этом внутри данного переходадеформирование осуществляют с равными глубинами, причем деформированиеосуществляют с подачей, превышающейподачу резания на величину разностимежду половиной натяга на деформирующий элемент и подачей на переход,а толщину срезаемого слоя определяют по Формулеа = (0,35-0,65) Н.2, Деформирующе-режущая протяжка,содержащая корпус и деформирующережущие элементы с чередующимисяпо периметру с равным угловым шагомдеформирующими и режущими зубьями,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения стойкости инструмента за счет снижения усилий, диаметр деформирующих зубьев выполненбольше диаметра режущих зубьев дляодного деформирующе-реущего эле 1400183 1 Омента, а боковые оппозитно расположенные поверхности двух соседних деформируищих зубьев выполнены параллельными между собой.1488183 а Составитель С.ЧукаевРедактор В.Петраш Техред М,Ходанич , Корректор М,Пожо Заказ 3499/18Тираж 662 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям,и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101