Спосіб обробки цементованих стальних нежорстких та напівжорстких втулок, кілець та порожнистих валів

Корисна модель належить до галузі обробки стальних цементованих втулок методами, основаними на обробці металів різанням і може бути використана для виготовлення втулок, кілець, та порожніх валів з рівномірним розташуванням цементованого шару. Відомо, що втулки, кільця та порожні вали (в подальшому втулки) можуть бути жорсткими, напівжорсткими та нежорсткими (жорсткість визначається відношенням товщини стінки втулки до середнього радіусу: при відношенні £0,2 - втулки нежорсткі (тонкостінні); при відношенні від 0,2 до 0,5 - напівжорсткі; більше 0,5 - жорсткі). Відомий спосіб виготовлення та обробки цементованих стальних втулок [Техпроцес інструментального заводу АО "КВБЗ"], що включає виготовлення зовнішніх та вн утрішніх поверхонь на токарних верстата х у трикулачковому самоцентруючому патроні, при цьому послідовність обробки поверхонь не має значення. Похибка базування при цьому щонайменше дорівнює 0,3мм, яка обумовлює в подальшому різницю глибини цементованого шару зовнішньої та вн утрішньої поверхонь. Виготовлені втулки підлягають термічної обробці, після якої у першу чергу обробляють внутрішню поверхню на внутрішньошліфувальному верстаті у самоцентруючому трикулачковому патроні. Похибка базування при цьому також дорівнює 0,3мм, яка також обумовлює різницю глибини цементованого шару і додається до попередньої. Крім того, абразивний пил, що виникає при обробці, значно збільшує коефіцієнт тертя у деталях патрона, що в свою чергу потребує збільшення зусилля затискування, яке деформує нежорсткі та напівжорсткі втулки і сприяє появленню мікротріщин. Завершальною є операція обробки зовнішньої поверхні, яка проводиться на круглошліфувальному верстаті на конічній оправці. Перевагами такого способу виготовлення втулок у дрібносерійному виробництві є використання універсальних пристроїв та мінімальна кількість шліфувальних операцій. Але він має суттєвий недолік, а саме: не забезпечує рівномірності цементованого шару на зовнішній та внутрішній поверхнях втулок, призводить до відхилення від макрогеометрії, наявності мікротріщин, що значно погіршує якість виготовлених втулок. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення відомого способу обробки стальних цементованих втулок шляхом введення додаткової операції шліфування та зміни послідовності виконання операцій шліфування, що забезпечує підвищення якості виготовлених втулок в результаті отримання рівномірного цементованого шару на зовнішній та внутрішній поверхнях втулок, покращення макро- та мікрогеометрії, зведення нанівець можливості виникнення мікротріщин. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб обробки цементованих стальних нежорстких та напівжорстких втулок, кілець та порожнистих валів, що включає шліфування внутрішньої та зовнішньої поверхонь і, згідно корисної моделі, додатково включає операцію шліфування зовнішньої поверхні, яке проводять спочатку перед шліфуванням внутрішньої поверхні. Шліфування внутрішньої поверхні у конкретному варіанті здійснення способу проводять з використанням гідропластового патрона або призми. Проведення шліфування в першу чергу зовнішньої поверхні втулок, досягаючи допуску при обробці 0,02мм, обумовлює зменшення похибки базування на подальших операціях шліфування, при цьому проводиться зняття шару припуску і підготовка зовнішньої поверхні до кінцевих операцій шліфуванння. Обробка внутрішньої поверхні у спеціальному пристрої, наприклад гідропластовому патроні або призмі, забезпечує необхідне відведення тепла від втулки, при цьому не виникає потреби у великих силах затискування деталі на операції внутрішнього шліфування та встановлення деталі співвісно з шпинделем верстата і дозволяє механізувати та автоматизувати операцію внутрішнього шліфування. Спосіб здійснюють наступним чином. Для рівномірного розташування цементованого шару на зовнішній та внутрішній поверхні необхідно перед термічною обробкою забезпечити співвісність зовнішньої та внутрішньої поверхонь, обробляючи зовнішню поверхню на токарному або шліфувальному верстатах на конічній оправці одним із відомих методів різання, який має забезпечити точність обробки в межах 0,1мм. Після термічної обробки, коли досягнута необхідна твердість та товщина цементованого шару з урахуванням припуску під шліфування, першою обробляється зовнішня поверхня на круглошлі фувальному верстаті на конічній оправці, досягаючи допуску при обробці 0,02мм. Наступну обробку (шліфування внутрішньої поверхні) проводять на внутрішньошліфувальному верстаті з базуванням по зовнішній поверхні, у пристосуванні, яке забезпечує гарний тепловідвід та мінімальну похибку базування не більше 0,02мм (наприклад з використанням гідропластового патрона або призми). При необхідності досягнення високої шорсткості операція може бути виконана двічі. Останню операцію шліфування зовнішньої поверхні проводять на шліфувальному верстаті на конічній оправці з метою досягнення необхідної шорсткості, розміру та співвісності зовнішньої та внутрішньої поверхні, а також досягнення рівномірного шару цементації на зовнішній та внутрішній поверхнях деталі. Пропонуємий спосіб забезпечує підвищення якості виготовлених втулок в результаті отримання рівномірного цементованого шару на зовнішній та внутрішній поверхнях втулок, покращення макро- та мікрогеометрії, зведення нанівець можливості виникнення мікротріщин.