Способ обработки металлических изделий

 

Изобретение относится к обработке механизмов вибрацией и может быть использовано при изготовлении валов, направляющих прецизионных станков и т.До Цель изобретения - улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений вдоль изделия. Сущность изобратения заключается в том, что локально воздействуют вибрацией на участки конструкции с остаточными напряжениями, превьщающими заданный уровень. Указанные участки определяют по предварительно измеренному распределению остаточных напряжений вдоль конструкции . При этом в неподвижно закрепленной одним концом конструкции последовательно защемляют конец каждого из участков и вибрацию осуществляют на резонансной частоте свободной части. 2 ил. с $ W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„ЯО„ 1397502 А 1

Ш4 С 21 1) 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4167715/31-02 (22) 26 ° 12.86 (46) 23.05.88. Бюл. Р 19 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) В.В. Волков и К.М. Рагульскис (S3) 621.787.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 899678, кл. С 21 D 1/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 804699, кл. В 23 В 1/00, 1979. (54) СПОСОБ .ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ, ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке механизмов вибрацией и может быть использовано при изготовлении валов, направляющих прецизионных станков и т.д. Цель изобретения— улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений вдоль изделия. Сущность изобратения заключается н том, что локально воздействуют вибрацией на участки конструкции с остаточными напряжениями, превышающими заданный уровень. Указанные участки .определяют по предварительно измеренному распределению остаточных напряжений вдоль конструкции. При этом в неподвижно закрепленной одним концом конструкции последовательно защемляют конец каждого из участков и вибрацию осуществляют. на резонансной частоте свободной части. 2 ил.

1397502

Изобретение относится к обработке металлов вибрацией и может быть использовано при изготовлении валов, направляющих прецизионных станков

5 и т.д, Цель изобретения — улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений вдоль изделия.

На фиг, 1 изображен график распре-10 деления величин остаточных напряжений вдоль стержневой конструкции длиною

1.(а) и участки конструкции с остаточными напряжениями, превышающими заданный уровень (б) на фиг. 2— устройство реализующее предлагаемыи способ. устройство содержит неподвижное основание 1, в котором консольно закреплена деталь 2, между деталью и основанием установлен узел 3 защемления детали, к свободному концу последней прикреплены вибратор 7 и акселерометр 4, который через усилитель 5 подключен к схеме б сравнения, на другой вход которой подается сигнал от блока 8 сдвига фазы, запитываемого от перестраемого генератора 10, который управляется выходным сигналом схемы б сравнения, причем генератор 10 подключен через усилитель 9 мощности к вибратору 7. Стержень для виброобработки закрепляют в основании 1, защемляют в точке х, = 50 мм и прикладывают гармоническую силу на его свободном конце, которая создается с помощью электромагнитного вибратора 7, запитанного от усилителя 9 мощности. Система блоков 4-6, 8 и 10 обеспечивает резонанс свободного конца стержня, так как сигнал от генератора 10 с необходимым сдвигом по фазе в блоке 8 поступает в схему б сравнения, на другой вход которой поступает сигнал от датчика 4 через усилитель 5. Схема сравнения вырабатывает сигнал рассогласования, который подается на генератор 10 и осуществляет перестройку его частоты, Таким образом обеспечивается резонанс свободного конца 50 стержня при его защемлении в любом из определенных ранее участков.

Способ осуществляется следующим образом.

В стержневой конструкции, подле- 55 жащей вибростарению, используя один из известных неразрушающих методов (рентгенографический, .электромагнитный и др,), измеряют остаточные напряжения и строят график распределения остаточных напряжений по длине конструкции (фиг. 1). Из этого графика с учетом априорной информации о допустимых уровнях остаточных до напряжений 6 . определяют участки

oct конструкции с недопустимыми величинами напряжений (фиг„. 2, участки х,х и х,х ). Затем конструкцию закрепляют консольно и защемляют ближний к месту закрепления конец первого из определенных участков. После этого прикладывают вибрацию в виде силового воздействия на ее свободном конце, добиваются резонанса последнего и вибрируют в течение 5-10 мин, В это время создаются максимальные механические напряжения в зоне защемления и энергия вибрации обеспечивает смещение дислокаций, приводящее к уменьшению и стабилизации остаточных напряжений. Вибрационное воздействие на материал описывается уравнением типа Аррениуса, т.е, изменение исследуемого свойства (Go остаточные напряжения) пропорционально величине.ехр(-g/Å) (Π— энергия активации процесса, К вЂ” энергия, сообщаемая конструкции при виброобработке). Таким образом, только при максимальных напряжениях достигается энергия достаточная для активации— процесса снижения остаточных напряжений.

После обработки первого участка защемляют такой же конец второго участка и повторяют виброобработку.

Описанный процесс обработки осуществляется последовательно для всех выделенных участков конструкции и после его завершения получают конструкцию с достаточно равномерным распределением допустимых остаточных напряжений, Пример. Необходимо обрабатывать деталь в виле прямолинейного сужающегося стержня из титанового сплава ВТб (длина 1 = 285 мм, сечением у основания 30 ° 8 мм). Предварительно проведены дискретные измерения остаточных напряжений вдоль стержня дифрактомером. С учетом допустимой величины остаточных напряжений, которая при равной 25 кг/мм, определяют следующие участки с недопустимыми уровнями напряжений;

3 13975 х, мм . 50-70 100-120 150-170 к г/мм -3 1 -50 -42

Для вибростарения стержня используют устройство, приведенное на фиг. 2.

Зиброобработка стержня проводится в течение 5-10 мин, затем он защемляется в точке х = 100 мм, а затем в точке х = 150 мм м при каж- 1О дом защемлении процесс виброобработки повторяется.

После завершения виброобработки повторно измеряют остаточные напряжения в указанных участках, где от- 15 мечено существенное их снижение: х, мм 50-70 100-120 150-170

5, кг/мм -15 -20 -23

Причем по отношению к обработке аналогичного стержня согласно извест- 2п ного способа достигнута большая равномерность (до б0% лучшая, чем в из-вестном) распределения остаточных напряжений. 25

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение остаточных напряжений и улучшает качество детали за счет более равномерного их распределения, что существенно умень02

4 шает вероятность поспедующих короблений и (ругих негативных явлений при сборке и эксплуатации.

Формула изобретения

Способ обработки металлических изделий преимущественно стержневой конструкции, включающий закрепление изделия в заданном месте, вибрацию на резонансной частоте изделия, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества путем равномерного снятия остаточных напряжений вдоль изделия, предварительно измеряют распределение остаточных напряжений вдоль стержневой конструкции, определяют границы участков, в которых остаточные напряжения превышают заданный уровень, конструкцию закрепляют на одном конце, а другой составляют свободным, затем последовательно закрепляют изделие в границах участков с остаточными напряжениями, превьнпающими заданный уровень, ближних к закрепленному концу, а вибрацию осуществляют на резонансной частоте оставшейся свободной части конструкции, 1397502

Составитель А. Кулемин

Текред Л.Олийнык Корректор И.П1аропи

Редактор Н.Бобкова

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035) Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2567/27

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4