Способ обработки металлических изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий в приборостроении. Цель изобретения - улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия. Изделие стержневой конструкции нагружают сосредоточенной массой и вибрируют, перемещая сосредоточенную массу по длине конструкции, а частоту вынужденных колебаний задают такую , при которой достигаются максимальные смещения свободного конца конструкции относительно массы. Способ реализуется устройством, в котором вибростенд 1 возбуждает в стержневой конструкции 2 вынужденные колебания. Генератор высокочастотных колебаний 5 вырабатывает сигнал на перемещение установленного на свободном конце конструкции 2 узла 4, на котором закреплена сосредоточенная масса 3. Последняя двигается вдоль стержневой констрзпсции непрерьгоно с минимальной скоростью, позволяющей обработать стержневую конструкцию во всех точках равномерно, возбуждая в них максимальные напряжения. Прперемещении массы 3 сигналы преобразователей 7 и 8 через усилители 9 и 10 передаются в блок слежения I1, который вырабатывает сигнал для перестройки частоты вибростенда 1 таким образом, чтобы получить наибольщее смещение свободного конца конструкции по срав- , нению со смещением массы 3. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.. . с ;с : СА СД

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) А1 (д1) 4 С 21 Р 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -"Ил й,:, (21 ) 415 86 87/31-02 (22) 08 ° 12. 86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса и Каунасское станкостроительное производственное объединение им. Ф,Э,Дзержинского (72) Р.IÎ.Бансявичюс, В.В.Волков и M.È.Äîëãèí (53) 621.785.79(088,8) (56) Авторское свидетельствр СССР

Ф 804699, кл. С 21 D 1/30, В 23 В,1/00, 1979..

Авторское свидетельство СССР

У 559970, кл. С 2! D 1/ЗО, 1975 ° (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий в приборостроении. Цель изобретения-улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия. Изделие стержневой конструкции нагружают сосредоточенной массой и вибрируют, перемещая сосредоточенную массу по длине конструкции, а частоту вынужденных колебаний задают такую, при которой достигаются максимальные смещения свободного конца конструкции относительно массы, Способ реализуется устройством, в котором вибростенд 1 возбуждает в стержневой конструкции 2 вынужденные колебания.

Генератор высокочастотных колебаний

5 вырабатывает сигнал на перемещение установленного на свободном конце конструкции 2 узла 4, на котором за« креплена сосредоточенная масса 3. Последняя двигается вдоль стержневой конструкции непрерывно с минимальной скоростью, позволяющей обработать с

С> стержневую конструкцию во всех точках равномерно, возбуждая в них максимальные напряжения. Пг,л перемещении массы 3 сигналы преобразователей С

7 и 8 через усилители 9 и 10 передаются в блок слежения 11 который вырабатывает сигнал для перестройки частоты вибростенда 1 таким образом, чтобы получить наибольшее смещение свободного конца конструкции по сравнению со смещением массы 3. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1399355

Изобретение относится к обработке

1 еталлов вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий приборостроении, 5

Цель изобретения — улучшение качетва путем равномерного снятия остаочньпс напряжений по длине изделия. (Сущность способа заключается в ом что вынужденные колебания жестко . акрепляемого конца стержневой конс трукции заставляют колебаться свободный ее конец на резонансной частое с максимальной амплитудой. Максим альные напряжения при этом создаются зоне закрепления конструкици. Эфективное снятие остаточных напряжей происходит именно в данной зоне. целью достижения максимальных напряений в любом сечении по длине конструкциии и уменьшения резонансных астот ее свободный конец нагружают осредоточенной массой, перемещаемой

rо длине конструкции. Механическая

25 истема в этом случае имеет два ярко выраженных резонансных пика. При npu> óäèòåëüíîì передвижении массы по ине конструкции по заданному закои поддерживании максимальных смен ений свободного ее конца максималь е напряжения, необходимые для сняия остаточных напряжений, создаются месте крепления сосредоточенной ассы, Таким образом, при равномерь ом перемещении сосредоточенной массы35 доль стержневой конструкции остаточке внутренние напряжения в стержнеой конструкции также снимаются равомерно по ее длине.

На чертеже изображено предлагаемое4О устройство.

УстРойство содержи; вибростенд в а котором консольно закреплена стержневая конструкция 2, нагруженная со=

45 с!Редоточенной массой 3, которая свя- . зана с конструкцией при помощи узла

4 крепления, представляющего собой вИбродвигатель, присоединенный к генератору 5 высокочастотных колебаний через коммутатор 6. На массе 3 и сво50 б!>дном конце конструкции 2 установленЦ преобразователи 7 и 8, которые через усилители 9 и 10 подключены к б! оку 11 слежения, представляющего собой схему сравнения двух сигналовс: ещений массы 3 и свободного конца конструкции 2. Выход блока !! слеженйя соединен с вибростендом 1.

Устройство работает следующим образ ом.

Вибростенд возбуждает в стержневой конструкции вынужденные колебания. Генератор высокочастотных колебаний вырабатывает сигнал на перемещение установленного на свободном конце конструкции узла с закрепленной на нем сосредоточенной массой. В начальный момент (до перемещения массы) преобразователи вырабатывают одинаковые сигналы, которые через усилители обуславливают, определенный сигнал блока слежения. В этом случае вибростенд, управляемый блоком слежения, поддерживает стабильно частоту воз- буждения конструкции до тех пор, пока сосредоточенная масса не начнет перемещаться вдоль стержневой конструкции, Сосредоточенная масса двигается вдоль стержневой конструкции непрерывно с минимальной скоростью, позволяющей обработать стержневую конструкцию во всех точках равномерно, возбуждая в них максимальные на пряжения. При перемещении массы показания преобразователей отличаются друг от друга и блок слежения вырабатывает сигнал для перестройки частоты вибростенда таким образом, чтобы получить наибольшее смещение свободного конца конструкции по сравнению со смещением массы. Этим добиваются резонанса участка конструкции между массой и ее свободным концом. При этом в конструкции в месте нахождения массы возникают большие напряжения, которые достигают величины не менее

0,5 G, и являются достаточными для снятия в данном месте внутренних напряжений, Этот процесс протекает до тех пор, пока сосредоточенная масса не переместится по всей длине стержневой конструкции, затем масса с помощью коммутатора возвращается в исходное положение с той же скоростью, при этом стержневая конструкция также подвергается вибрационной обработке.

Для достижения большего эффекта снятия остаточных напряжений стержневую конструкцию закрепляют на вибростенде другим концом и повторяют обработку. Таким образом достигается равномерное снятие внутренних напряжений по всей длине стержневой конструкции.

П р и м e p, Необходимо обработать стержневые конструкции, изготовлен1399355 ные из стали марки Сталь 20 и титанового сплава ВТ6, Для сравнения две одинаковые стержневые конструкции об рабатывали по предлагаемому способу с закрепленной сосредоточенной массой и без нее. Массу подбирали таким образом, чтобы резонансные пики системы отличались по частоте не менее чем в

2 раза. В качестве преобразователей, контролирующих перемещение массы, использовали пьезоэлектрические акселерометры типа КД, сигналы которых усиливались усилителями SM 211 фирмы

PFT (ГДР).

Блок слежения представлял собой схему сравнения двух сигналов, а вырабатываемый им сигнал рассогласования подавался на управляемый генератор вибростенда. В устройстве применяли вибростенд St 3000, фирмы

PFT (ГДР). В качестве генератора высокой частоты использовали генератор

ГЗ-56.

Для проверки эффективности снятия 25 остаточтплх внутренних напряжений был применен рентгеновский метод, реализованный на дифрактометре

"Стрейнфлекс" (Япония). Он был использован для оценки эффективности и 30 равномерности снятия остаточных напряжений путем замера их величин в различных точках прямоугольных стержней до и после .виброобработки. . преимущество предлагаемого способа снятия внутренних напряжений с использованием перемещаемой сосредоточенной массы по длине стержневой конструкции по сравнению с известным способом снятия внутренних напряжений 40 наглядно демонстрируют результаты эксперимента, представленные в таблице.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить равномерность снятия остаточных напряжений, т.е, улучшить качество виброобработки . стержневых конструкций. Кроме того, обеспечивается существенное ускорение процесса обработки за счет одновременного перемещения массы и виброобработки конструкции при условии максимально возможных создаваемых нагружениях.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, характеризуется большими воэможностями автоматизации и универсальностью, обеспечивающих его эффективное использование в робототехнических системах.

Формула.из обретения

1. Способ обработки металлических изделий, преимущественно стержневой конструкции, включающий закрепление изделия на вибростенде, нагружение сосредоточенной массой, вибрацию на резонансной частоте с созданием максимальных смещений в изделии, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия, закрепление осуществляют на одном конце изделия, а второй конец оставляют свободным, в процессе вибрации массу перемещают по длине, а максимальные смещения создают на свободном конце изделия..

2.Устройство для обработки металлических изделий, преимущественно стержневой конструкции, содержащее вибростенд, сосредоточенную массу и узел для ее крепления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия, устройство дополнительно содержит генератор высокочастотных колебаний, коммутатор, преобразователи, усилители и блок слежения, при этом узел для крепления выполнен в виде вибродвигателя, который подключен к генератору высокой частоты через коммутатор, а преобразователи чеpcs усилители подключены к блоку слежения, выход которого соединен с вибростендом.

1399355

80 60

80 76

60 40

60 55

Без дополнит. массы!

Сталь 20

72

С дополн. массой

Без дополнит. массы

0,5

ВТ6

I5

С дополн. массой

Составитель А,Кулемин

Техред М.Дидык Корректор O.Кравцова

Редактор Н.Киштулинец

Тираж 545

Заказ 2643/29

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

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