СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ДОРНОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2009 года по МПК B21D41/02 

Предлагаемое изобретение относится к области обработки материалов давлением и может быть использовано для обработки отверстий в деталях из титановых сплавов.

Известен способ поверхностного пластического деформирования отверстий деталей из титановых сплавов при помощи раскатного инструмента, в котором ролик или шарик прижимается с определенным усилием к обрабатываемой поверхности. Инструменту сообщается движение подачи вдоль оси отверстия, при этом в зоне контакта происходит пластическое деформирование, за счет чего на поверхности отверстия образуется поверхностный слой, обладающий новыми механическими и физическими характеристиками (Горохов В.А. Чистовая обработка титановых сплавов. М., Машиностроение, 1975, стр.10).

Недостатками указанного способа являются зависимость скорости поступательного движения инструмента от скорости вращения шариков или роликов, что ограничивает повышение производительности процесса.

Известен также способ поверхностного пластического деформирования отверстий в деталях из титановых сплавов - поверхностное дорнование, заключающийся в проталкивании (протягивании) инструмента (дорна) через обрабатываемое отверстие, имеющее несколько меньшие размеры по сравнению с размером самого инструмента (Горохов В.А. Чистовая обработка титановых сплавов. М., Машиностроение, 1975, стр.10).

Характерной чертой кинематики протягивания со скольжением является отсутствие вращательного движения в обрабатывающей системе. Имеется лишь поступательное движение инструмента. Протягивание со скольжением выполняется на прессах или волочильных станах. Преимуществами этого способа поверхностной пластической обработки являются высокая производительность, простая оснастка и обслуживание, а также возможность автоматизации процесса обработки и повышение точности отверстий, поле допусков которых после протяжки уменьшается на 30-35% (Пшибыльский В. Технология поверхностной пластической обработки. - М.: Металлургия, 1991, стр.69).

В то же время известный способ мало пригоден для чистовой обработки отверстий в деталях из титановых сплавов из-за взаимодействия (адгезии) титана с материалами инструмента (Горохов В.А. Чистовая обработка титановых сплавов. М., Машиностроение, 1975, стр.10).

Задачей предлагаемого изобретения является получение возможности обработки отверстий в деталях из титановых сплавов способом поверхностного дорнования.

Технический результат выражается в уменьшении износа инструмента и силы дорнования.

Поставленная задача решается тем, что перед протягиванием дорна в обрабатываемом отверстиии создают насыщенный микрочастицами алмаза поверхностный слой втиранием в него алмазного порошка или алмазной пасты.

Способ реализуют следующим образом.

Для втирания алмазной пасты в поверхность обрабатываемого отверстия изготавливают специальный притир, в виде втулки (например, из чугуна) с диаметром, равным диаметру обрабатываемого отверстия детали. Втулку разрезают вдоль оси для придания упругих свойств и закрепляют на разжимную оправку, позволяющую изменять диаметр втулки в определенных пределах.

Оправку закрепляют в шпинделе, например сверлильного станка, на наружную поверхность втулки наносят алмазную пасту и вводят ее в отверстие детали. Деталь закрепляют в приспособлении на столе станка. Далее разжимают втулку до плотного контакта с поверхностью обрабатываемого отверстия и включают вращение шпинделя. При этом за счет плотного прилегания наружной поверхности втулки к поверхности детали происходит адгезия и внедрение алмазных зерен в микронеровности поверхности отверстия. Часть вершин микронеровностей срезается за счет абразивных свойств алмаза и создается насыщенный микрочастицами алмаза поверхностный слой отверстия, обладающий низкими коэффициентом трения и схватывающей способностью с материалом инструмента (инструментальной сталью), т.к. коэффициент трения алмаза по стали около 0,05 (Коновалов Е.Г., Сидоренко В.А. Чистовая и упрочняющая ротационная обработка поверхностей. Минск, Вышэйш. Школа, 1968, стр.11). После окончания втирания алмазного порошка в поверхностный слой детали, втулку выводят из отверстия детали, открепляют последнюю из приспособления, устанавливают деталь на стол пресса с закрепленным на штоке дорном и производят дорнование.

За счет малого коэффициента трения насыщенного алмазным зерном слоя, прочного сцепления алмазных зерен с материалом детали и низкой адгезии с материалом дорна резко уменьшаются силы дорнования и износ инструмента, что позволяет осуществлять процесс поверхностного дорнования.

Изобретение относится к области обработки материалов давлением и может быть использовано для обработки отверстий в деталях из титановых сплавов. Перед обработкой поверхностным дорнованием в поверхность обрабатываемого отверстия детали втирают алмазный порошок или алмазную пасту. За счет малого коэффициента трения насыщенного алмазным зерном слоя, прочного сцепления алмазных зерен с материалом детали и низкой адгезии с материалом дорна резко уменьшаются силы дорнования и износ инструмента.

Способ поверхностного дорнования деталей из титановых сплавов, включающий протягивание дорна через обрабатываемое отверстие с меньшими размерами, чем размеры дорна, отличающийся тем, что перед протягиванием дорна в обрабатываемом отверстии создают насыщенный микрочастицами алмаза поверхностный слой втиранием в него алмазного порошка или алмазной пасты.