Способ термокалибровки кольцевых деталей

 

Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке кольцевых деталей. Сущность: калибруемую деталь с коэффициентом линейного расширения большим, чем у оправки, устанавливают на наружной поверхности оправки с листовьН ми прокладками, охлаждают собранную конструкцию в среде жидкого азота при - 196°С, выдерживают при этой температуре в течение 1-4 ч и нагревают на воздухе до температуры окружающей среды. Наружный диаметр оправки с прокладками рассчитывают по формуле Do Dg4 (1 + Оо ДТ V /(1 - Од А Т) +(Dg 1 - Ьо (1 + Og AT ) EgFg / Dg + Ьа ( 1 - Og A T) EoFo . 1 - Og ДТ)2 (Dg /Dg), где Dg и Dg4 - соответственно действительный и чертежный внутренние диаметры детали; bg и Ьо - ширина детали и оправки; Fg и Fo - площади поперечного сечения детали и оправки; Од и % - коэффициенты линейного расширения; Ед и Е0 - модули Юнга материала детали и оправки; ДТ 0 - температура термокалибровки. to С

COl03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 D 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ое .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842029/02 (22) 23.06.90 (46) 23.07.92, Бюл. М 27 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения украины с Россией и Днепропетровский научно-исследовательский институт техноло:гии машиностроения (72) Ю.С,Михеев, 8.Г.Рыжов и А,Г.Макаренков (56) Производственно-технический опыт.

1974, Ра 1, с. 16-18.

Авторское свидетельство СССР

М 1482963, кл. С 21 0 9/06, 1989. (54) СПОСОБ ТЕРМОКАЛИБРОВКИ КОЛЬ-

ЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке кольцевых деталей. Сущность: калибруемую деталь с

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке кольцевых деталей.

Цель изобретения — обеспечение возможности исправления диаметра детали в сторону увеличения.

Поставленная цель достигается тем, что деталь на оправке с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у детали, и с диаметром, скорректированным с помощью листовых прокладок, погружают в среду сжиженного газа с температурой тер мокалибровки, выдерживают в течение 1 — 4 ч, производят отогрев на воздухе до температуры окружающей среды, при этом деталь внутренней поверхностью устанавливают на наружной поверхности оправки с про„, SUÄÄ 1749266 А1 коэффициентом линейного расширения большим, чем у оправки, устанавливают на наружной поверхности оправки с листовы- ми прокладками, охлаждает собранную конструкцию в среде жидкого азота при—

196ОС, выдерживают при этой температуре в течение 1-4 ч и нагревают на воздухе до температуры окружающей среды. Наружный диаметр оправки с прокладками рассчитывают ло формуле Do = Dg (1 + Оч AT j

4 (1-ag A T)+j(Dg Ьо(1+Я AT) EgFg /Dg+

+ Ьу (1 — ag A Т) ) ЕоРо (1 — ag A T) (Dg /Dg)), где Dg u Dg — соответственно действительный и чертежный внутренние диаметры детали; bg и Ьо — ширина детали и оправки; Fg и F — площади поперечного сечения детали и опраВки; ая и c4 — коэффициенты линейного расширения; Eg и E>— модули Юнга материала детали и оправки;

ЬТ< 0 — температура термокалибровки. кладками, а наружный диаметр оправки с прокладками рассчитывают по формуле

< ° мк — в >+та --втс=ватл -ач -( (0в + Ов (у — йв A Т чв а Ев рв где 09 — внутренний диаметр детали;

Dg — чертежный внутренний диаметр

4 детали;

Ьц и Ьо — ширина детали и оправки;

Fg u Fo — площадь поперечного сечения детали и оправки;

ag и с4 — коэффициенты линейного расширения детали и оправки;

Eg u Fo — модули Юнга материала детали и оправки;

AT- температура термокалибровки.

1749266

8 качестве охлаждающей среды может быть использован жидкий азот.

Пример конкретного осуществления способа. Осуществляют термокалибровку кругового кольца с действительным внутренним диаметром Dg -2954 мм. После термокалибровки необходимо получить внутренний диаметр 0ц - 2964 мм, Другие

4 геоМетрические и физико-механические параметры кольца; bg = 18 мм. Fg - 3477 мм; г, Eg - 0,7 10 кгс/ммг; ац= 2,47 ° 10 1/град (сплав AMr-6).

Параметры оправки из чугуна: действительный наружный диаметр Dog = 2948 мм.

Ьо 150 мм, Fo = 5/500 мм, Ео = 1 2 ° 10 кгс/ммг, ао = 1,2 10" 1/град, Температура термокалибровки соответствует температуре кипения жидкого азота

-ЛТ - -196 С.

До проведения термокалибровки рассчитывают необходимый наружный диаметр оправки по формуле (1) -Оо - 2950,22 мм.

С помощью листовых прокладок толщиной 1,11 мм корректируют наружный диаметр оправки до величины 0о.

Устанавливают кольцо на оправку. Охлаждают в кольцевом коллекторе собранную конструкцию жидким азотом до температуры -196 С. Выдерживают йри этой температуре в течение 3 ч, затем размещают конструкцию на воздухе и нагревают ее до температуры окружающей среды. После термокалибровки внутренний диаметр кольца составляет 2964 -1,2 мм.

Техническая эффективность и редлагаемого способа заключается в обеспечении воэможности исправления диаметров кольцевых деталей в сторону их увеличенйя.

Действительно, условие совместности термоперемещений имеет вид ф у + g + ñ температурные перемещения детали и оправки— д! 6. 0а ЛТ дс а 00 ЛТ ц 2 о перемещения от контактной нагрузки одд = q, д. =— с г 0 с го0о

Eg Fg Eo Fo Ъ общий диаме р детали и оп(авки при температуре термокалибровки0og 0g+2од +2 Д условие нагрева детали от Оов до Dg4

) Е + р „ I

)rafa Ф

l (>+a.hx)(i

35 где Dg — внутренний диаметр детали;

0я — чертежный внутренний диаметр детали;

bg — ширина детали;

Ьо — ширина оправки;

40 Fg — площадь поперечного сечения детали;

Fo — площадь поперечного сечения оправки;

ag — коэффициент линейного расширения детали; ао — коэффициент линейного расширения оправки;

Е9- модуль Юнга материала детали;

Eo — модуль Юнга материала оправки, 50 AT — температура среды, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве среды используют жид- ° кий азот.

4 0 (1 а,д T)A -Т- -Ткоординаты центров тяжести поперечных сечений детали и оправки при температуре термокалибровки—

Б Орд + Ьд Ро — Ьо

rg 2 Ф о 2

Совместное решение приведенных равенств и дает выражение (1) для наружного диаметра оправки.

10 Формула изобретения

1. Способ термокалибровки кольцевых деталей, включающий фиксацию детали на оправке с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у детали, и с диамет15 ром, скорректированным с помощьюлистовых прокладок, погружение детали с оправкой в среду, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности исправления диаметра детали в сторону увели20 чения. деталь внутренней поверхностью устанавливают на наружной поверхности оправки с прокладками, деталь с оправкой — погружают в среду сжиженного газа с температурой термокалибровки, выдерживают

25 в течение 1-4 ч, производят отогрев на воздухе до температуры окружающей среды, при этом наружный диаметр оправки с прокладками рассчитывают по формуле