Обработка внутренних поверхностей тонкостенных цилиндров шариковыми раскатниками — один из перспективных методов прецизионного пластического деформирования. Этот метод имеет ряд существенных преимуществ:

высокую чистоту получают за один проход инструмента;

глубина наклепанного слоя увеличивает усталостную прочность;

отсутствие на поверхности, обработанной шариками, абразивных включений повышает износостойкость;

возможность обработки отверстий на токарных, сверлильных, расточных, карусельных и вертикально-фрезерных станках;

простота конструкции и высокая производительность процесса, которая в 2... 4 раза превышает производительность шлифования и хонингования.

Кинематика обработки цилиндров автотракторных двигателей инерционными раскатниками отличается от обработки раскатниками жесткого и упругого действия.

В корпус 1 (рис. 26) раскатника ввернуты две оси 2, на которых по ходовой посадке смонтированы две колодки 3. К корпусу 1 винтом 4 крепят крышку 5,- в которой находятся оси 2 с двумя колодками 3 на каждой из них. В колодках на осях 6 установлены два шарикоподшипника 7, предохраняемые от осевого перемещения шайбой 8. На них опирается шарик 10, удерживаемый от выпадения сепаратором 9. Последний укреплен на колодке винтами 11.

Колодки могут раздвигаться. При этом расстояние между ними, не должно превышать диаметр обрабатываемого отверстия более чем на 0,6...0,8 мм. Раздвижение ограничивается винтами 12 и 13.

Под действием инерционных сил, возникающих при вращении, колодки поворачиваются вокруг осей и шарики давят на обрабатываемую поверхность. Давление шариков зависит от массы колодок и частоты вращения шпинделя станка. Давление Р шарика на стенку цилиндра (рис. 27) определяют по формуле

где Fи — сила инерции колодки, кг; R — кратчайшее расстояние от оси поворота колодки до линии действия силы инерции, м; р —кратчайшее расстояние от оси поворота, до линии действия силы Р, м.

 

Рис. 27. Расчетная схема:

Fи — сила инерции: R—расстояние от оси поворота, до линии действия силы инерции; p - расстояние от оси поворота колодки до линии действия силы P; r - расстояние от центра вращения колодки до ее центра тяжести.

Силу инерции подсчитывают по формуле

 

где т—масса колодки, кг; п — частота вращения шпинделя станка, мин ; г -расстояние от центра вращения колодки до ее , центра тяжести, м.

Давление шарика на стенку обрабатываемого цилиндра в зависимости от частоты вращения шпинделя станка и массы колодок удобно находить по графикам (рис. 28). Графики получены для отверстий диаметром 80... 100 мм, R =27 мм, р = 29 мм.

Качество поверхности при обработке шариковыми раскатниками инерционного действия зависит в основном от давления шарика на стенку цилиндра и подачи,

Давление шарика на стенку должно быть задано технологией обработки.

Обработка деталей из серого, легированного и высокопрочного чугуна шариковыми раскатниками инерционного действия показывает хорошие результаты. Так, поверхность с исходной шероховатостью Ra = 30... 42 мкм после обработки за один проход раскатником инерционного действия с двумя противоположно расположенными шариками диаметром 10 мм при подаче 0,062 мм/об и n=1600 мин-1 имеет Rа = 0,2... 0,6 мкм.

Максимальное увеличение диаметра отверстия составляет 40...45 мкм.

Предлагаемые раскатники успешно применяют для восстановления гильз цилиндров автотракторных двигателей.