4.2. Усилия дорнования
Измерение усилий дорнования производили с помощью динамометрического устройства испытательной машины ИР 5057-50. Кроме этого ряд экспериментов был выполнен с использованием однокомпонентного упругого динамометра с фольговыми тензорезисторами. Запись электрических сигналов, поступающих от динамометра, выполняли через усилитель ТА-5 шлейфовым осциллографом НО71.5М. Точность измерений усилий дорнования во всех случаях была не ниже ±1%.
Экспериментально установленные зависимости усилий дорнования отверстий от величины натяга приведены на рис. 4.1. Из него видно, что возникающие при дорновании глубоких отверстий малого диаметра в толстостенных заготовках усилия невелики. Процесс дорнования отверстий может быть осуществлен практически на любом прессе или даже вручную, например, на вертикально – сверлильном станке. Т. е., с позиции выбора мощности оборудования эти усилия особого интереса не представляют, однако их необходимо знать для оценки устойчивости толкателя прошивки, расчета толкателя и прошивки на прочность и некоторых других целей.
| а | б |
| Рис. 4.1. Зависимости усилий дорнования отверстий в заготовках из стали 45 (а ) и стали 20 (б ) при использовании стальных и твердосплавных инструментов: –d = 1,2 мм, инструмент – ВК8; –d = 1,2 мм, инструмент – ШХ15; –d = 3 мм, инструмент – ВК8; –d = 3 мм, инструмент – ШХ15 |
Результаты экспериментов (рис. 4.1) показали, что усилия дорнования стальными инструментами в целом несколько (примерно на 10%) меньше, чем твердосплавными. Это, очевидно, является следствием меньшего для стальных инструментов коэффициента трения
На рис. 4.2 и рис. 4.3 результаты экспериментальных исследований усилий дорнования при использовании твердосплавных инструментов сопоставлены с результатами расчетов, которые выполнены по эмпирической зависимости, полученной в Институте сверхтвердых материалов НАН Украины . Как следует из рис. 4.2 и 4.3, в области малых натягов (а ≤ 0,03 мм) наблюдается удовлетворительное соответствие между расчетными и экспериментальными значениями усилий дорнования. С увеличением натягов погрешность расчетов возрастает и при натяге а
=0,09 мм она становится более 100% (см. рис. 4.2 и 4.3).
| а | б |
| Рис. 4.2. Зависимости усилий дорнования отверстий (d = 1,2 мм) твердосплавными (ВК8) инструментами от натяга:а – сталь 45;б – сталь 20; — экспериментальные данные; — расчет по уравнению | |
| а | б |
| Рис. 4.3 Зависимости усилий дорнования отверстий (d =3 мм) твердосплавными (ВК8) инструментами от натяга:а – сталь 45;б – сталь 20; — экспериментальные данные; — расчет по уравнению |
На основе обработки результатов однофакторных экспериментов получены следующие эмпирические зависимости для расчета усилий дорнования:
при использовании стальных инструментов
; (4.1)
при использовании твердосплавных инструментов
. (4.2)
В уравнениях (4.1) и (4.2): Р
– усилие дорнования (Н);НВ – твердость по Бринеллю (МПа);d – диаметр отверстия (мм);а – натяг дорнования (мм).
На рис. 4.4 и 4.5 дано сопоставление результатов экспериментов и расчетов, выполненных по формулам (4.1) и (4.2). Как видно, наибольшая погрешность определения усилий дорнования по этим формулам для стальных заготовок не превышает 20%. Для заготовок из меди она возрастает до 30%.
| а | б |
| в | г |
| Рис. 4.4. Зависимости усилий дорнования стальными инструментами от натяга: а – cталь 45,d = 1,2 мм;б – сталь 45,d = 3 мм;в – сталь 20,d = 1,2 мм;г – сталь 20,d = 3 мм; – экспериментальные данные; – расчет по уравнению (4.1) |
| а | б |
| в | г |
| д | е |
| ж | Рис. 4.5. Зависимости усилий дорнования твердосплавными инструментами от натяга: а – сталь 45,d = 1,2 мм;б – сталь 45,d = 3 мм;в – сталь 20,d = 1,2 мм;г – сталь 20,d = 3 мм;д – сталь 10880,d = 1,2 мм;е – медь М1,d = 1,2 мм;ж – медь М1,d = 3 мм; — экспериментальные данные; — расчет по уравнению (4.2) |
Способ дорнования труб
(51)5 В 24 В 39 02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН му до жение обраб Пиньковский женно-д времени верстие ружную костью выбира обрабат ляет с варител др. Объемно Машинострое ИЯ ТРУБ к обработке сти к объемнопроизводят на ыполнена из стао,=33 МПа) и С прелииме ом,Трубу 5 помещают вяют крышкой 2. В полодают жидкость высоаданного значения иалкивают дорн 6 в заго каналам 7 подаютием. По окончании пррекращают подавать с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относитсяметаллов давлением, в частно Изобретение относится к обработке металов давлением, в частности к объемному дорнованию, и может быть использовано в машиностроении.Цель изобретения — снижение энергоемкости и повышение качества обработки за счет изменения схемы напряженно-деформированного состояния.На фиг. 1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2 — эпюра внутренних напряжений в трубе.Устройство содержит контейнер 1, в верхней части которого соосно установлена крышка 2 с уплотнением 3. В полости 4 контейнера 1 установлена заготовка 5, внутри нее размещен дорн 6 с внутренними каналами 7.Способ осуществляю т следующим обраконтейнер 1, уплотость 4 контейнера 1кого давления до одновременно проотовку 5, в который смазку под давлеоцесса дорнования мазку, сбрасывают.801551527 А 1 нованию. Цель изобретения — сниэнергоемкости и повышение качества ки за счет изменения схемы напряеформированного состояния. Одноо с проталкиванием дорна через отобрабатываемой трубы на ее наповерхность воздействуют жидвысокого давления. Давление ется 0,45 — 0,62 предела текучести ываемого материала. Это позвоглаживать гребешки после предьной обработки трубы. 2 ил. авление в полости 4 контейнера 1, Про- эесс закончен.Пример, Дор нова ниессе ДБ 2432, заготовка в50 (предел текучести ет следующие размеры. длина 200 мм, наружный диаметр 30 мм, внутренний диаметр 10 мм. В контейнер помещают трубу, уплотняют крышкой, затем в полость контейнера под давлением подают жидкость (индустриальное масло) и повышают давление до 300 МПа. При этом давлении дорн проталкивают в заготовку, внутрь которого по каналу подается смазка. По окончании процесса дорнования давление в полости контейнера сбрасывается, по каналу в дорн прекращает подаваться смазка,Степень деформации в трубы составляет 1700, после обработки внутренний диаметр трубы равняется 11 мм, что соответствует 7 — 8 квалитету, а шероховатость обработанной поверхности равна К=0,16 0,08 мкм. Использование предлагаемого способа позволяет повысить качество внутренней поверхности и снизить энергозатраты на дорнование трубы в 2 — 3 раза.1551527 кости и повышения качества обработки за счет изменения схемы напряженно-деформированного состояния, жидкостью высокого давления воздействуют на наружную поверхность трубы давлением 0,45 — О,б 2 предела текучести деформируемого материала. Формула изобретенияСпособ дорнования труб, при котором осуществляют обработку трубы дорном с одновременным воздействием на нее жидкостью высокого давления, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоем 25 р оставитель С. Чукхред И. Вересраж 600а по изобретенияЖ — 35, Раушска1 бинат Патент,Редактор Н. Тупица Т Заказ 298 Т НИИПИ Государственного комите113035, Москва, Производственно-издательский ко Корректор И. Муска Г 1 одписноеи открытиям при ГКНТ ССС наб., д. 4/5 Смотреть
Что представляет собой дорнование?
Во время эксплуатации поверхности металлических деталей испытывают серьезные нагрузки, которые практически не воспринимаются внутренними слоями изделий. Именно слои, находящиеся сверху, противодействуют разнообразным негативным влияниям, начиная от теплового воздействия и коррозии, и заканчивая изнашиванием деталей.
Дорнование, как процесс эффективной обработки поверхностей, как раз и был создан для того, чтобы нивелировать все указанные проявления, увеличивая тем самым уровень износостойкости и надежности изделий из металла.
Дорнирование представляет собой инновационный вариант обработки отверстий деталей методом локального холодного деформирования, выполняемого по пластической технологии. Его суть следующая: дорн (специальное рабочее приспособление) передвигается внутри ствола изделия и за счет натяга обеспечивает:
- модификацию геометрических параметров и форм детали в целом и ее поперечного сечения в частности;
- качественное нивелирование имеющихся шероховатостей;
- упрочнение поверхностного слоя металла.
Величина поперечного диаметра отверстия обрабатываемой детали всегда меньше показателя сечения дорна на показатель натяга.
Главные показатели процедуры пластичного деформирования заготовок
К основным параметрам этой обработки относят такие величины:
- относительный натяг;
- натяг;
- скорость;
- сила;
- относительная деформация.
Под натягом, как было сказано выше, понимают разницу между номинальными сечениями отверстия и дорна. Чересчур высокий натяг может стать причиной снижения конечного показателя шероховатости, что, конечно же, нежелательно
Поэтому к выбору величины натяга относятся максимально ответственно, принимая во внимание характеристики пластичности и начальной прочности деталей
Относительный же натяг является параметром без размерности. Под ним подразумевают отношение величины обработанного либо начального отверстия к показателю натяга дорнирования.
Сила процесса обработки отверстий подразделяется на два компонента:
- радиальный;
- осевой.
Первая требуется для повышения сечения заготовки, которая подвергается деформированию. Данный компонент обеспечивает объемную обработку. А вот осевая сила удаляет мельчайшие неровности. Она нужна для работы трения.
Относительной деформацией называют такой показатель, который определяет реальную деформацию детали по ее наружному сечению. Выражается данный параметр в процентах.
Последний показатель процесса – сила дорнования. Существенного воздействия на величину износа рабочего инструмента и качество выполнения операции он не имеет.
Это интересно: Химическое хромирование: технология и проведение в домашних условиях
Метод ударных импульсов
Широко применяется способ, при котором поступление осевой вибрации на изделие осуществляется при помощи ударных импульсов. Данный метод снижает усилия дорнования и повышает точность размеров отверстия, импульсы делают продвижение инструмента внутри детали более легким, особенно в трубах большой длины.
Суть метода заключается в том, что процесс обработки изделия происходит при нанесении на внутренние стенки трубы смазочного материала:
Датчики ударных импульсов
- заготовка циклически перемещается пульсирующими движениями;
- при использовании ударных импульсов смазка подается не постоянно, а небольшими порциями;
- одновременно в противоположное направление движения дорна действует дополнительная сила в тот момент, когда слой смазки на локальном отрезке обрабатываемой детали уменьшается.
Если заранее нанести смазку на стенки изделия, то перемещающийся инструмент будет вытеснять смазочный материал и произойдет трение контактных поверхностей в сухую. Это приведет к появлению ненужных наростов на инструменте и царапин, что существенно снизит качественные характеристики заготовки после обработки.
Стоит отметить, что предлагаемый способ дорнирования отверстия значительно улучшает качество внутренней поверхности заготовки и снижает возможность деформации образца за счет подачи смазочной жидкости на контактирующие элементы. В результате на поверхности создается защитная пленка, которая обеспечивает прочность и надежность детали.
Технологический процесс дорнования
Особенность процесса дорнирования технически будет зависеть от выбора схемы обработки металла, которых бывает три:
- когда применяют растяжение;
- используют сжатие;
- комбинируют процесс сжатия и растяжения.
При использовании любой из двух первых схем воздействие на изделие проходит на конкретном отрезке. Дорнирование по комбинированному принципу предполагает, что нагрузка будет распределена по всей поверхности детали с внутренней стороны ствола.
Если нужно обработать ствол детали в объемном виде, технологические схемы выбирают следующие:
- нейтральное противонатяжение;
- активное;
- пассивное.
Применение этих схем связано с использованием осевого напряжения, и нужны дополнительные элементы – опоры подвижного типа, чтобы укорачивание изделия не выходило за допустимые пределы.
Использование разных типов дорнов в любом случае предполагает, что инструмент будет двигаться внутри канала ствола под воздействием специального протяжного механизма или суппорта вибрационного на гидроприводе. При этом происходит постоянная смазка канала с целью уменьшения трения о слой металла и более плавного прохода.
Механические параметры и основные схемы
Рабочий должен учесть множество технологических параметров операции, поскольку при случайном отклонении от нормы могут значительно измениться технические параметры обработки, что приведет к нарушению точности процедуры.
Натяг
Один из главных параметров — это натяг. С технической точки зрения натяг — это разница между размерами исходного отверстия и инструмента-дорна (обычно этот показатель измеряют в миллиметрах, а в качестве объекта измерений используют диаметр трубы и диаметр дорна). Если натяг слишком большой (то есть дорн и отверстие сильно отличаются по размерам), то будет проблематично сделать гладкую твердую поверхность. Также при обработке нужно учесть некоторые особенности материала, из которого сделана труба — пластичность, твердость и так далее.
Сила
Помимо натяга большое значение имеет сила дорнования, а означает этот параметр интенсивность обработки отверстия
Обратите внимание, что различают два вида силы дорнования — радиальная и осевая. Под радиальной силой подразумевают степень воздействия дорна в перпендикулярном направлении
Этот показатель отражает степень расширения диаметра трубы при обработке.
Под осевой силой подразумевают воздействие инструмента вдоль своей оси. Чем выше этот показатель будет, тем легче дорн будет срезать различные шероховатости
Также обратите внимание, что при обработке нужно учитывать относительную деформацию. Этот показатель отражает степень увеличения наружной части детали
Выбор схемы
Также перед обработкой необходимо выбрать схему дорнования — методом растяжения, методом сжатия или комбинированным методом. Каждая технология имеет свои плюсы и минусы.
Самый популярный — комбинированный метод по схеме растяжения-сжатия. В чем причина его популярности? Он не создает избыточную осевую нагрузку, характерную для методов обычного растяжения или сжатия. Благодаря этому обработка осуществляется плавно, что позволяет избежать появления механических повреждений.
Однако нужно помнить, что схема комбинированного метода требует специальной техники, которая стоит достаточно дорого. Для дорнование трубы в домашних условиях, следует выбирать альтернативный метод.
Виды процесса дорнования
Обработка дорнованием классифицируется по следующим признакам:
- виду обработки (объёмное и поверхностное);
- технологическим особенностям (свободное и несвободное);
- методу воздействия на внутреннюю поверхность (растяжение, сжатие, комбинированное воздействие);
- количеству и расположению зубьев на поверхности инструмента.
Выбор метода и вида такой обработки зависит от характерных особенностей деталей. Так для получения качественной поверхности стволов или труб с неравножёсткой втулкой применяют метод с обеспечением разного воздействия на отдельные участки внутренней стенки.
Для обработки не осесимметричных заготовок применяют дорны с специально расположенными зубьями.
С помощью свободного дорнования обрабатывают поверхности бесшовных и электросварных труб. Толщина стенок может достигать средних размеров.
Объёмное и поверхностное дорнование
Объёмная обработка производится давлением по всему внутреннему периметру. Для улучшения требуемого качества применяются многозубчатые дорны. Они позволяют добиться высокой точности обработки вплоть до 11 класса. Степень шероховатости Ra получается равной от 0,63 до 0,04 микрон.
Поверхностное дорнование относится к методам поверхностной пластической деформации.
Оно позволяет получить следующие показатели точности: IT от 6 до 9 единиц, шероховатость Ra в пределах 0,32-0,04 микрон. Объемным дорнованием осуществляют обработку сварных прямошовных труб.
Пластическое деформирование и калибровка
Такой способ обработки предполагает воздействие на поверхность металла инструмента, создающего давление в точке соприкосновения. В этом случае происходит последовательное изменение внутренней структуры металла. Благодаря процессам скольжения и двойникования происходит изменение структуры слоёв на уровне атомной решётки. Такое воздействие приводит не только к изменению внешней формы детали, но и его физических и механических свойств. При правильно разработанном способе пластического деформирования удаётся получить поверхностный слой с улучшенными характеристиками
Особенно это обстоятельство важно, когда нельзя подвергать металлическую деталь термической обработке, например, изготовленную из аустенитных или ферритных материалов
Методом калибрования обрабатывают отверстия у заготовок, имеющих небольшую длину. Для обработки применяют калибрующие шарики, дорны, другой калибровочный инструмент. В этом случае его проталкивают сквозь отверстие для получения ожидаемого эффекта.
В этом случае основным параметром оценки технологического воздействия является натяг. Он создаётся благодаря разнице внутреннего диаметра отверстия и диаметра инструмента. В зависимости от решаемой задачи калибровка выполняется с малым или большим натягом.
При калибровании с малым натягом воздействию подвергается только поверхностный слой. Такой обработке подвергают трубы, втулки, вкладыши имеющие толстые стенки. Наиболее приемлемым считается отношение величины стенки к радиусу отверстия более 0,5.
Применение большого натяга приводит к увеличению глубины воздействия и может распространяться на всю толщину обрабатываемого изделия. Это приводит к увеличению внутреннего диаметра, изменению внешних размеров, снижению качества обработки, возникновению неравномерных внутренних напряжений (изменение физико-механических свойств).
Для проведения калибровки необходимо провести качественную предварительную обработку. В результате последующего калибрования точность обработки повышается на 30%. Например, для стали класс точности повышается на две единицы, для бронзы на 3, для чугуна на один класс.
Метод ударных импульсов
Он основан на измерении параметров деформации металла после воздействия импульсного механического воздействия. В момент кратковременного удара возникают ультразвуковые колебания, которые вызывают уплотнение поверхности обрабатываемой детали.
Такой метод успешно применяется при производстве изделий большой длины. Например, дорнование труб осуществляется методом ударных импульсов.
Применение различных методов дорнования позволяет обрабатывать внутренние поверхности изделий различной длины и произвольного диаметра. В результате обработки удаётся получить высокое качество поверхностного слоя, без нагрева и механического воздействия (фрезеровки, зенкования и так далее).
Технология и виды дорнирования отверстий
Дорнирование отверстий – процесс, связанный с получением более прочной поверхности внутри канала отверстия методом пропускания через него специального инструмента дорна и пластичной деформации участка соприкосновения металла с инструментом.
Работа механических узлов машин сопровождается серьезной нагрузкой на поверхность деталей, особенно это касается различных отверстий. Верхний контактный слой металла берет на себя львиную долю механических воздействий и усилий, предотвращая разрушающее влияние на внутренние слои. Чем прочнее будет этот внешний слой, тем общая износостойкость изделия будет выше. Чтобы искусственно укрепить поверхность отверстий, применяют такой технологический прием, как дорнирование отверстий.
В машиностроении дорнование – это применение процесса укрепления поверхности отверстия методом калибрования или протягивания деформирующего. Кроме этого, дорнирование позволяет получить формообразующую либо чистовую обработку ствола отверстий. Слой, который укрепляется, может быть разной толщины, это зависит от величины натяжения.
2.3. Обеспечение самоустанавливаемости инструмента
Как отмечалось выше, при дорновании отверстий малого диаметра в заготовках большого веса целесообразно добиваться не самоустанавливаемости заготовки по инструменту, а наоборот, обеспечивать самоустанавливаемость инструмента по отверстию неподвижной заготовки.
Рис. 2.12. Приспособление для дорнования отверстий малого диаметра в заготовках большого веса |
Приспособление для дорнования отверстий малого диаметра в заготовках большого веса показано на рис. 2.12. Оно состоит из корпуса 1
, подвижной втулки2 , в которую запрессована направляющая втулка3 . В этой втулке с натягом размещена прошивка4 и с зазором толкатель5 , взаимодействующий со штоком пресса. Втулка2 установлена в корпусе1 на опорах, состоящих из шариков7 и8 и сепараторов9 и10 , и удерживается от осевого смещения крышкой11 . Для регулировки осевого люфта втулки2 в корпусе1 служат прокладки12 . Во втулку2 ввернуты три радиально расположенных винта13 . Оппозитно этим винтам установлены резьбовые штоки14 , размещенные в кронштейнах15 , которые жестко закреплены на корпусе1 . Резьбовые штоки14 установлены на шпонках16 и снабжены гайками17 . Между винтами13 и штоками14 смонтированы пружины18 . В нижней части корпуса1 выполнена прорезь для установки обрабатываемой заготовки19 и провальное отверстие для прошивки4 .
Приспособление работает следующим образом. Обрабатываемая заготовка 19
подается в прорезь корпуса1 . Толкатель5 вручную перемещается вниз, вместе с ним перемещается прошивка4 , которая взаимодействует рабочим конусом с отверстием заготовки19 (смещаясь вместе со втулками2 и3 и толкателем5 в плоскости, перпендикулярной оси втулки2 ) и самоустанавливается по оси этого отверстия. При этом изгибающие нагрузки на прошивку4 , благодаря малой силе трения в опорах втулки2 , оказываются незначительными. Затем включается привод пресса и его шток 6 через толкатель5 проталкивает через обрабатываемое отверстие прошивку4 , которая падает в провальное отверстие в корпусе1 . После этого шток6 пресса отводится в крайнее верхнее положение, а толкатель5 вручную извлекается из приспособления. Под действием пружин18 втулка2 возвращается в центральное положение. Прошивка4 вставляется сверху в отверстие втулки2 , в него устанавливается толкатель5 , с помощью которого прошивка4 вводится в отверстие направляющей втулки3 . Далее устанавливается следующая заготовка и цикл обработки повторяется.
3. Разработка и исследование технологической оснастки для дорнования глубоких отверстий малого диаметра
Схемы выполнения дорнования
Различают следующие схемы металлообработки заготовок дорнированием:
- при помощи растяжения;
- способ сжатия;
- совместное применение растяжения и сжимания образца.
Важно подойти правильно к выбору схемы обработки заготовки. Схема определит значения осевого напряжения изделия. Объемное обрабатывание детали выполняется по другим схемам:
Объемное обрабатывание детали выполняется по другим схемам:
- пассивная;
- нейтральная;
- активная.
Перечисленные схемы дорнования оказывают влияние на значение осевого напряжения и требуют специальных механизмов – подвижных опор, позволяющих ограничивать укорачивание детали при воздействии на нее дорна. При увеличении значения натяга степень шероховатости внутренней поверхности заготовки будет уменьшаться. Данная методика предусматривает предварительную механическую обработку отверстия перед использованием дорна.
Дорны используют двух видов движение:
- покачивания;
- скольжения.
Инструмент движется внутри заготовки с заданным показателем натяжения, используя смазку. Чтобы улучшить результат обработки и уменьшить усилие дорнования, смазочный материал подают внутрь отверстия навстречу движения дорну путем распыления.
Приспособление для выполнения виброобработки металлических изделий состоит из:
- дорна;
- вибрационного суппорта, который позволяет закреплять на нем образец;
- гидропривода;
- поршня.
Дорн — устройство С помощью устройства эффективно обрабатывают внутренние стенки втулок, гильз и цилиндров.
Технологический процесс дорнования
Такой процесс получил название благодаря инструменту, которое называется дорном. Конструктивно он выполнен в форме стержня с одним или несколькими зубьями. В зависимости от способа применения дорны подразделяются на инструменты скольжения и качения.
Технологический процесс заключается в холодном деформировании (уплотнении) поверхности детали посредством движения дорна. Обычно такой технологией производят дорнование отверстий. В этом случае инструмент перемещается вдоль канала ствола. За счёт созданного усилия он обеспечивает:
- уплотнение внутреннего поверхностного слоя вдоль всего отверстия;
- повышение качества обрабатываемой детали (удаляются оставшиеся шероховатости);
- увеличивается диаметр отверстия с повышением его класса точности.
Оценка качества технологического процесса осуществляется за счёт контроля следующих параметров:
- величины создаваемого натяга;
- скорости движения инструмента внутри отверстия;
- значения созданной силы;
- параметров возникающей деформации.
Величина первого параметра сказывается на качестве получаемой поверхности. Он рассчитывается как разница между внутренним диаметром обрабатываемой детали и диаметром применяемого дорна. Если разница будет слишком большой – это не позволит получить качественное уплотнение и избавиться от шероховатости.
На практике максимальный натяг при дорновании втулки ВГШ необходим для получения требуемого качества поверхности шатуна.
Слишком маленькая величина натяга снижает скорость проведения работ, приводит к лишней деформации обрабатываемой поверхности, появлению излишних внутренних напряжений. Поэтому величина этого параметра рассчитывается с учётом показателей пластичности детали и дорна.
Сила, необходимая для проведения работ, делится на две составляющие:
- осевую (направленную вдоль линии движения);
- радиальную (воздействует перпендикулярно осевой).
Первая обеспечивает движение инструмента вдоль отверстия, и тем самым увеличивает внутренний диаметр. Вторая определяет качество поучаемой поверхности (класс точности после обработки)
В отдельных случаях для снижения силы трения, особенно в зоне неконтактной деформации используют дорнование с противодавлением смазки.
Методом дорнования производят доводку сварных труб. При обработке сварных швов необходимо учитывать физические свойства металла и толщину стенок. Такие трубы применяются, например, для гидроцилиндров. Поэтому после проведения дорнования обязательно проводят испытания на прочность. В качестве показателя можно использовать показатель предельной прочности или степень экспандирования.
Зачем нужно
При эксплуатации каких-либо деталей, устройств или приборов различную нагрузку воспринимают в основном внешние слои. Тогда как внутренние слои сохраняют постоянную структуру, не деформируются. Правило распространяется на изделия из любых материалов — дерево, камень, керамика, металл.
Негативное воздействие может оказываться не только на поверхность предмета, но и какие-либо внутренние его элементы — отверстия, разрезы, выемки.
Механические повреждения
При сильном ударе может серьезно повредиться внешняя поверхность детали, что может привести к растрескиванию (могут повреждаться внутренние отверстия, различные выемки). Также внутренние элементы и поверхности могут повреждаться естественным путем. Простой пример: некоторые трубы используются для выбрасывания тяжелого промышленного мусора, который может оставлять на внутренней поверхности трубы небольшие повреждения и вмятины, что в конечном итоге приведет растрескиванию и даже разрушению трубы.
Коррозия
При контакте воды с некоторыми металлами может образовываться коррозия, которая негативно влияет на качество деталей. Также большое значение имеет длительность контакта — большинство современных сплавов хорошо переносят краткосрочное воздействие воды, тогда как при длительном контакте вода может вступить в химическую реакцию с металлом, что приведет к коррозии. Помимо неприятного внешнего вида коррозия негативно влияет на твердость материала, что делает металл хрупким.
Резкие перепады температур
Большинство современных сплавов плавятся при очень высоких температурах, однако нужно учитывать, что в случае резкого охлаждения или нагрева некоторые металлы становятся достаточно хрупкими. Также в большинстве случаев серьезно страдает лишь внешняя поверхность, тогда как внутренняя структура сохраняется. Особенно критично это в случае металлических деталей с отверстиями нестандартной формы (с резьбой, с различными запирающими элементами).
Агрессивная внешняя среда. Многие химически активные вещества могут достаточно серьезно повреждать внешний слой металла при контакте. Примеры химикатов — это различные щелочи, кислоты, взрывчатые вещества. Также опасность того или иного соединения определяются степенью токсичности — одни химикаты лишь немного разъедают внешнюю оболочку, вторые создают трещины в материале и так далее.
Параметры дорнования
Процесс деформации заготовки сопровождается следующими показателями:
- обычным и относительным натягом;
- скоростью протекания процесса деформирования;
- силой, с которой выполняется деформация;
- относительной деформацией.
Натяг – основной показатель дорнования обрабатываемого отверстия. Его определяют разницей между диаметром отверстия детали и величиной поперечного сечения применяемого инструмента. Если значение параметра слишком большое, то дальнейшее обрабатывание изделия будет нецелесообразным. Покрытие может получиться с недостаточной степенью шероховатости.
Схема работы натяга
При выборе натяга учитывают прочность и пластичность рабочей заготовки. Значение относительного натяга дорнования получают методом деления размера отверстия на обычный натяг.
Чтобы результат обработки изделия получился нормальным, допуск на размер отверстия детали сравнивают с величиной натяга. Половина от этой величины должна превышать значение допуска на размер отверстия.
Силой дорнирования является то усилие, которое создает дорн при воздействии на стенки трубы или гильзы в направлениях как радиальном, так и осевом. При давлении дорна в радиальном направлении на отверстие, площадь поперечного сечения трубы будет увеличиваться. Если инструмент оказывает усилие в направлении оси – удаляются мелкие шероховатости и неровности на внутренней стенке трубы.
Относительная деформация показывает изменение по результатам дорнования наружного диаметра обрабатываемой заготовки. Данный показатель измеряется в процентах.
