Способ термокалибровки кольцевых деталей
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке кольцевых деталей. Целью изобретения является повышение точности калибровки наружного диаметра детали. Способ заключается в том, что калибруемую деталь размещают во внешней оправке, коэффициент линейного расширения которой значительно меньше, чем у детали, регулируют с помощью листовых прокладок внутренний диаметр оправки, нагревают до температуры калибровки, выдерживают 1-4 ч, охлаждают на воздухе, при этом внутренний диаметр оправки рассчитывают по формуле @ где D<SB POS="POST">д</SB> и D<SB POS="POST">д</SB><SP POS="POST">4</SP> - соответственно действительный и чертежный наружные дивметры детали D<SB POS="POST">о</SB> - внутренний диаметр оправки B<SB POS="POST">д</SB> и B<SB POS="POST">O</SB> - ширина F<SB POS="POST">д</SB> и F<SB POS="POST">о</SB> - площади сечения детали и оправки Α<SB POS="POST">д</SB> и Α<SB POS="POST">о</SB> - коэффициенты расширения E<SB POS="POST">д</SB> и E<SB POS="POST">O</SB> - модули Юнга детали и оправки, ΔТ - температура калибровки. Предлагаемый способ снижает погрешность в получении заданного наружного диаметра детали в 5-20 раз.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 2963 А1 (51) 4 C 21 D 9 06 - ° -. <..Йпп
Бi БА Я, ),-.А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2(1-г, пт) (1) У "1 1)9 (1+ г,ьт)
3 детали.
Детали в процессе нагрева сообщают оправкой обжатие, величина котоР
«п) +bo (1 &д т)1 Е9,Ж г1 (1+г,г1Т)(1- (ат) + CIg b (1 (,Т) E F - 1 диаметр оправки расформуле а внутренний считывают по (2) -(г) т) — - j
9 1)9 наружные диаметры детали;
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21 ) 4314753/31-02 (22) 12.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. Р 20 (72) И.С.Михеев, В.Г.Рыжов и А.И.Хащина (53)621.785.79(088.8) (56) Производствен1го-технический опыт, 1974, Р 1, с. 16-18. (54) СПОСОБ ТЕРМОКАЛИВРОВКИ КОЛЬЦЕВЫХ
ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке кольцевых . деталей. Цель изобретения — повыше-. ние точности калибровки наружного диаметра детали. Способ заключается в том, что калибруемую деталь размещают во внешней оправке, коэффициент линейного расширения которой значительно меньше, чем у детали, регулиИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке кольцевых
: деталей.
Цель изобретения — повьппение точ: ности калибровки наружного диаметра
Ф и 1)у — соответственно действительный и чертежный
2 руют с помощью листовых прокладок внутренний диаметр оправки, нагревают до температуры калибровки, выдерживают 1-4 ч, охлаждают на воздухе, при этом внутренний диаметр оправки рассчитывают по формуле
Do = D< / ((1 + о(о 6 Т) (1 -dgaT) + где D и1) — соответственно действительный и чертежный наружные диаметры детали, D — внутренний диаметр оправки, Ь и b — ширина детали и оправки; и F< — площади сечения детали и оправки (и (Э коэффициенты расширения; Е> и Е, модули Янга детали и оправки, h Т— температура калибровки, Предлагаемый способ снижает погрешность в полу- С
1 чении заданного наружного диаметра детали в 5-20 раз. рого связана с геометрическими и тепловыми параметрами соотношением
1482963
D> = D,> (1 -, a Т), 50
Da где D, 1- а Т
D — внутренний диаметр оправки;
Ь и b — ширина детали и оправу о ки;
Р и Р— площади поперечного ceg o чения детали и оправки, и 4 — коэффициенты линейного расширения, Еу и Š— модули Янга материала, детали и оправки, Т вЂ” температура калибровки.
Пример. Осуществляют термокалибровку кольца прямоугольного поперечного сечения с наружным диамет- 15 ром (действительным) Пу =3010 мм. После термокалибровки необходимо получить наружный диаметр в 3000 мм, т,е, D =3000 мм. Другие геометрические
4 и физико-механические параметры коль- 20 ца: bg = 18 мм, F = 3477 мм, F
= 0,7 10 кГс/мм „ у = 2,47 ° 10 1/град (сплав ЛМг-6) .
Параметры бправки из чугуна; дейс тв ит ель ный внутренний диаметр D — 3018,3 мм, bo = 150 мм, Fo =52500 мм .
F.< = 1,2.10 кГс/мм2, 4, =1,2 < к10 1/град. Температура термокалибровки 380 С. До проведения термокалибровки рассчитывают величину обжа- 30 тия детали оправкой по соотношению (1)(d>" = 4,9 мм. Это обжатие в соответствии с формулой (2) при заданных параметрах обеспечивает оправка с внутренним диаметром D =3014,278 мм.
Устанавливают деталь в оправку и доводят ее внутренний диаметр с
3018,3 мм до расчетного с 3014,3 мм листовыми прокладками толщиной h
= 2 мм. Помещают конструкцию в печь 40 и нагревают до температуры калибровки ь Т = 380 0. Выдерживают при этой температуре в течение 3 ч, затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды. После термокалибров- 45 ки наружный диаметр детали составляет 3000+0,07 мм.
Техническая эффективность предлагаемого способа термокалибровки кольцевых деталей заключается в повышении точности калибруемого наружного диаметра.
Действительно, по известному способу величину обжатия детали рассчитывают по приближенной формуле — (4 -, ) D аТ, (3) не учитывающей разницу в наружном диаметра Dg детали и внутреннем диаметре D оправки. 8 указанной формуле (3) предполагается, что
Dg = D,,но это не так. Перед термокалибровкой деталь имеет некоторую овальность и обычно Do Dg Кроме того, в соотношении (3) не учтено значение чертежного диаметра DI дета4. ли, к которому необходимо привести деталь после т ермо калибровки, Такой учет возможен лишь при соблюдении условия о том, что в процессе охлаждения на воздухе деталь должна сократить свой диаметр от значения D I (совместного диаметра оправки и детали) при температуре ь Т калибровки
4 до чертежного значения D>, т.е. Dp
= D (1 -4 IT). Величину совместного диаметра Воу несложно получить по правилу Dzg = Dg (1 +4gN)-21 *. Подставляя Dq> в первую формулу, получаем выражение, предложенное в заявляемом способе.
Для выполнения условия (1) необходимо вполне определенный внутренний диаметр оправки, который получа- ют из следующего соотношения: E +
+а = <Г + о„+ д„(условие совместг т ности термоперемещений детали и оправки при нагреве).
Из теории упругости известны соотношения для радиальных перемещений кольцевых деталей при действии равномерно распределенной нагрузки q no их цилиндрической поверхности:
J * 92.
D гЕ,F, 4* = --- —.я Оо?4
2Е,F, Условия охлаждения детали от D
4 до D> где И = D>(1 + ьт).
Выражение для зазора между деталью и оправкой до нагрева: (= а. Я. е
D -D
Координаты центра тяжести поперечных сечений детали и оправки при температуре калибровки:
П»
Ф
) (1+М,Ь Т) (1-.С ь Т) + — ; — — L L1- И а Т) — — -)
CD +b» (1l ..й T)l. Е F г г D . tD$-bg (1-Су аТ) Е.F, П
1 соответственно дейст- и, - коэффициенты линейного вительный и чертежный расширения, наружные диаметры дета- 20 Fg u Fð — модули Юнга материала ли, детали и оправки, — ширина детали и оправ- b Т вЂ” температура калибровки, ки, а затем корректируют внутренний диа— площади поперечного се- метр оправки до расчетной величины ч ения детали н оправки; 2б с помощью листовых прокладок.
D где Dg u Dg 1 ь H-b„
Fg H Fo
Составитель Т. Бердышевская
Редактор M.Ïåòðoâà Техред Л.Сердюкова Корректор М,Васильева
Заказ 2787/?2
Тираж 530
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
5 14829
Совместно решая приведенную систе-. му уравнений и разрешая ее относительно внутреннего диаметра D оправки, получаем и соотношение (2), согласно предлагаемому способу.
Таким образом, предлагаемый способ термокалибровки в 5-20 раэ снижает погрешность в получении нужного наружного диаметра детали или резко сокращает (с 5 до 1) число термокалибровок детали для получения задан- . ного размера.
63
Формула изобретения
Способ термокалибровки кольцевых деталей, включающий помещение детали во внешнюю оправку из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения, чем у детали, нагрев, выдержку 1-4 ч и охлаждение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности калибровки наружного диаметра детали, перед помещением детали внутренний диаметр оправки D, рассчитывают по формуле
