7.1. Схема процесса, инструмент, оборудование

На рис. 7.1,а,б приведены основные схемы дорнования. В обоих случаях через отверстие заготовки 1, которая опирается на опору 3, проталкивают с натягом i однозубый дорн 2. При этом на рис. 7.1,а заготовка испытывает деформацию осевого сжатия – реализуется дорнование по схеме сжатия. На рис. 7.1,б заготовка испытывает деформацию осевого растяжения – реализуется дорнование по схеме растяжения. Применяют также смешанную схему – схему растяжение-сжатие.

Различают процессы свободного и несвободного дорнования. При свободном дорновании отсутствуют ограничения деформаций наружных поверхностей заготовок. На рис. 7.1,а,б в обоих случаях показаны схемы свободного дорнования.

При несвободном дорновании деформацию наружных поверхностей заго-товки ограничивают с помощью обойм 4 различной конструкции (рис. 7.1,в).

Дорнование осуществляют с помощью дорнов различной конструкции: применяют одно- и многозубые, цельные и сборные дорны. На рис. 7.2 приведен эскиз однозубого дорна наиболее целесообразной формы.

Материал деформирующих элементов дорна – твердые сплавы ВК15, ВК15М, при небольших нагрузках – ВК8, Т5К10. Применяют также стали ХВГ, Х12М, Р18 и другие с закалкой на максимальную твердость. Для азотируемых дорнов применяют стали Х12Ф и 30ХМЮА.

Рабочие поверхности дорнов обрабатывают до достижения параметра Ra≤0,025мкм и покрывают слоем хрома толщиной 0,005–0,012 мм.

На рис. 7.3 приведен эскиз многозубого дорна. Он состоит из центральной оправки 1, на которую надеты деформирующие элементы 2 и направляющая втулка 3.

В последнее время все шире применяют режуще-деформирующие сборные дорны. Как следует из названия, часть зубьев у таких дорнов выполнена режущими, часть – деформирующими. Применяют дорны с качением деформирующих элементов по обрабатываемой поверхности.

Короткие жесткие дорны проталкивают через обрабатываемое отверстие, длинные дорны – протягивают. Соответственно в качестве оборудования используют прессы различных конструкций, а также горизонтально- и вертикально-протяжные станки.

Рис. 7.1. Основные схемы дорнования:

1  Заготовка; 2  однозубый дорн; 3  опора; 4  обойма.

Рис. 7.2. Однозубый дорн

Рис. 7.3. Многозубый дорн:

l₁ – переднее направление;

l₂ – рабочие зубья;

l₃ – заднее направление.

7.2. Выбор параметров дорнования

Геометрические параметры зуба дорна (рис. 7.2) принимают следующими: °; °.

, (7.1)

где d – диаметр дорна.

Обычно принимают В=1 – 3мм.

Места переходов от конических частей дорна к цилиндрической скругляют по радиусу 0,1 – 0,2 мм.

Основным технологическим параметром дорнования является натяг i:

, (7.2)

где d0 – диаметр отверстия до обработки.

Суммарный натяг (на все деформирующие зубья многозубого дорна) при поверхностном дорновании отверстий диаметром до 80–100 мм обычно не превышает 0.1–0.5 мм. При объемном дорновании натяг значительно больше – несколько мм.

Между деформирующими зубьями суммарный натяг может распределяться равномерно или неравномерно. Так, для достижения точности по 11-13 квалитетам следует предусмотреть у дорна небольшое число зубьев и принять большие и одинаковые для всех зубьев натяги.

Для получения точности по 8–11 квалитетам при обработке жестких деталей следует применять средние, одинаковые для всех зубьев натяги – 0,5–1 мм.

Для достижения точности по 5-6 квалитетам необходима точная предварительная обработка резанием с последующим дорнованием с малыми натягами и суммарной деформацией отверстия 0,5–1%.

Натяг оказывает сильное влияние на шероховатость поверхности после дорнования. Например, при обработке заготовки из стали 45 с исходным параметром Ra=4,0–8,0 мкм, при суммарном натяге 1 мм и изменении натягов на деформирующих элементах от 0,05 до 0,8 мм параметр Ra после дорнования изменяется от 0,06 до 3,0 мкм (см. табл. 7.1).

Таблица 7.1. Изменение параметра Ra в зависимости от натягов на _ деформирующих элементах дорна.

Натяг i,мм	0,05	0,1	0,2	0,4	0,8
Параметр Ra,мкм	0,06	0,07	0,4	1,3	3,0

Для того чтобы получить малые значения параметра Ra после дорнования необходимо предварительную обработку отверстия проводить твердо-сплавным инструментом с углами φ=30–40°, со скоростями резания, исключающими образование нароста. При исходном параметре Ra=1,6–6,3мкм после дорнования в стальных заготовках получают параметр Ra=0,1–0,8мкм, в чугунных – Ra=0,4 – 1,6мкм, в заготовках из бронзы – Ra= 0,1–0,4мкм.

Скорость дорнования выбирают в зависимости от материала обрабатываемой заготовки по табл. 7.2.

Таблица 7.2. Значения скорости дорнования в зависимости от _ материала обрабатываемой заготовки.

Материал заготовки	Скорость дорнования, м/мин
Сталь с НВ=143–320 Сталь с НВ>320 Алюминий, бронза, латунь Баббит	12–15 8–10 20–25 15–20

Силу тяги определяют расчетом или экспериментально. При равных условиях при обработке стальных заготовок она максимальна, при обработке заготовок из чугуна она уменьшается на 30–35%, а при обработке заготовок из бронзы и алюминия – уменьшается на 60–65%.

Большое влияние на качество обработанного отверстия оказывает смазочный материал. При обработке прочных сталей со средними и малыми натягами рекомендуется применять сурепное, льняное, касторовое и другие масла. При дорновании высокопрочных сталей с большими натягами следует использовать смеси из минеральных масел с наполнителями – графитом, серой, тальком. Весьма хорошие результаты получают при использовании дисульфита молибдена в порошке или в смеси с минеральным маслом в соотношении 2:1. Для обработки чугуна используют очищенный керосин, для сплавов на медной основе – минеральные масла и эмульсии, для алюминиевых сплавов – мыльную воду, а также смеси минеральных и растительных смазок и жиров.

Во многих случаях поверхностное дорнование позволяет заменить такие операции, как хонингование, шлифование, выглаживание и т.п. Так, для обработки центрального отверстия диаметром 38мм в корпусе амортизатора автомобиля применяют твердосплавный комбинированный дорн. При этом обеспечивается точность отверстия по 7 квалитету, параметр Ra=0,63мкм, упраздняются операции чистового растачивания и хонингования.