Процесс дорнования отверстий, труб, стволов

С целью решения конструкторских задач, которые связаны с необходимостью увеличить твердость и сделать меньше шероховатость слоя поверхности металла применяется, специализированный способ обработки. Его называют дорнование. Воспользовавшись его помощью удаётся создать на поверхности металлоконструкции слой защиты, который предохраняет деталь от очень высоких нагрузок и мешает её разрушению. Такими нагрузками могут быть очень высокие физические или ударные нагрузки, нарушение теплового режима (перегрев), влияние химии. Они приводят к разрушению или деформации слоя поверхности, коррозии, быстрому изнашиванию всей детали.

Тех. процесс дорнования

Этот процесс стал называться благодаря инструменту, оно называется дорном. Конструктивно он сделан в форме стержня с одним или несколькими зубьями. В зависимости от способа использования дорны делятся на инструменты скольжения и качения.

Технологический процесс состоит в холодном деформировании (уплотнении) поверхности детали при помощи движения дорна. В большинстве случаев этой технологией делают дорнование отверстий. В данном случае инструмент передвигается вдоль канала ствола. За счёт сделанного усилия он обеспечивает:

• уплотнение внутреннего слоя поверхности вдоль всего отверстия;
• увеличение качества отделываемой детали (убираются оставшиеся шероховатости);
• возрастает диаметр отверстия с повышением его класса точности.

Оценка качества тех. процесса выполняется за счёт контроля следующих показателей:

• величины создаваемого натяга;
• скорости движения инструмента в середине отверстия;
• значения созданной силы;
• показателей возникающей деформации.

Величина первого параметра проявляется на качестве получившейся поверхности. Он рассчитывается как разница между внутренним диаметром отделываемой детали и диаметром используемого дорна. Если разница будет очень большой – это не даст возможность получить хорошее уплотнение и освободится от шероховатости.

В работе самый большой натяг при дорновании втулки ВГШ нужен для получения необходимого качества поверхности шатуна.

Очень маленькая величина натяга уменьшает скорость выполнения работ, приводит к ненужной деформации поверхности которая обрабатывается, возникновению излишних внутренних стрессов. По этому величина данного параметра рассчитывается с учитыванием критериев пластичности детали и дорна.

Сила, которая нужна для выполнения работ, разделяется на две составляющие:

• осевую (направленную вдоль линии движения);
• радиальную (действует перпендикулярно осевой).

Первая обеспечивает движение инструмента вдоль отверстия, и благодаря этому повышает диаметр внутри. Вторая определяет качество поучаемой поверхности (класс точности после обработки)

В некоторых случаях для уменьшения силы трения, тем более в зоне неконтактной деформации применяют дорнование с противодавлением смазки.

Методом дорнования делают доводку шовных труб. Во время обработки швов сварки очень важно понимать физические свойства металла и толщину стенок. Подобные трубы используются, к примеру, для гидроцилиндров. По этому в результате проведения дорнования в первую очередь проводят проверки на крепость. В качестве критерия можно применять критерий предельной прочности или степень экспандирования.

Виды процесса дорнования

Обработка дорнованием классифицируется по таким признакам:

• виду обработки (объёмное и поверхностное);
• технологическим свойствам (свободное и несвободное);
• методу влияния на поверхность внутри (растяжение, сжатие, комбинированное влияние);
• количеству и расположению зубьев на поверхности инструмента.

Выбор метода и вида подобной отделки зависит от специфических особенностей деталей. Так для получения хорошей поверхности стволов или труб с неравножёсткой втулкой используют метод с обеспечением различного влияния на некоторые участки внутренней стенки.

Для обработки не осесимметричных заготовок используют дорны с собственно раставленными зубьями.

При помощи свободного дорнования отделывают поверхности бесшовных и труб из стальной ленты. Толщина стенок достигает усредненных размеров.

Объёмное и поверхностное дорнование

Объёмная обработка выполняется давлением по всему внутреннему периметру. С целью улучшения необходимого качества используются многозубчатые дорны. Они дают возможность достичь большой точности обработки аж до 11 класса. Уровень шершавости Ra выходит равной от 0,63 до 0,04 микрон.

Поверхностное дорнование относится к методам верхней пластической деформации.

Оно дает возможность получить следующие критерии точности: IT от 6 до 9 единиц, шероховатость Ra в границах 0,32-0,04 микрон. Объемным дорнованием выполняют обработку сварных прямошовных труб.

Пластическое деформирование и калибровка

Этот способ обработки предусматривает влияние на металлическую поверхность инструмента, создающего давление в точке соприкасания. В данном случае происходит методичное изменение структуры находящейся внутри металла. Благодаря процессам скольжения и двойникования происходит изменение структуры слоёв на уровне атомной решётки. Такое влияние приводит не только к изменению внешней формы детали, но и его физических и механических параметров. При правильно разработанном способе пластического деформирования удаётся получить верхний слой с усовершенствованными свойствами. Особенно данное обстоятельство важно, когда нельзя подвергать деталь из металла обработке термическим путем, к примеру, которая сделана из аустенитных или ферритных материалов.

Методом калибрования отделывают отверстия у заготовок, которые имеют маленькую длину. Для обработки используют калибрующие шарики, дорны, другой калибровочный инструмент. В данном случае его проталкивают сквозь отверстие для получения ожидаемого эффекта.

В данном случае главным параметром оценки технологического влияния считается натяг. Он образовывается за счёт разности диаметра внутри отверстия и диаметра инструмента. В зависимости от решаемой задачи калибровка делается с малым или большим натягом.

При калибровании с малым натягом действию подвергается только верхний слой. Такой отделке подвергают трубы, втулки, вкладыши имеющие толстые стенки. Наиболее допустимым считается отношение величины стенки к радиусу отверстия более 0,5.

Использование большого натяга приводит к увеличению глубины влияния и может распространяться на всю толщину отделываемого изделия. Это приводит к увеличению диаметра внутри, изменению внешних размеров, уменьшению качества обработки, появлению неравномерных внутренних стрессов (изменение физико-механических параметров).

Для проведения калибровки нужно провести хорошую подготовительную обработку. В результате будущего калибрования точность обработки увеличивается на 30%. К примеру, для стали класс точности увеличивается на две единицы, для бронзы на 3, для чугуна на один класс.

Метод ударных импульсов

Он построен на измерении показателей деформации металла после влияния импульсного воздействия механики. В момент непродолжительного удара появляются ультразвуковые колебания, вызывающие уплотнение поверхности отделываемой детали.

Подобный вариант очень хорошо используется при изготовлении изделий приличной длины. К примеру, дорнование труб выполняется методом ударных импульсов.

Использование самых разных методов дорнования дает возможность обрабатывать поверхности внутри изделий разной длины и произвольного диаметра. В результате обработки удаётся получить большое качество слоя поверхности, без нагрева и воздействия механики (фрезеровки, зенкования и так дальше).

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.