Способ обработки изделий

 

Изобрел tie относится „ i е м таплов еибраи tev ч б |тк испо ьзовачс в мз и тшстпремни пр торговле i ь и балок LIP ч изобосяен. я увзчичеп / е сроке глухбь исцелир тег ссз ичтс; чд пооррхност i- апоям оний гхатик лпе на реьа ст цо -емп о турь с г с ю iiteri 05 7 с тег ПР т)nul п явления и по -ii-pijbiBiioT с n 4fc yio 1 ( 1кл11ческую - гоуэки ри(з 1 11ю ическую т, рузку создаю г ЗНРКОтеременным .iji мающим мо ментог

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ(ИСТ(лчЕСКИХ

РЕСПУБ,г(((К

cs((s С 21 г (/04

ГОСУДАР БЕ(-(НЫЙ КО(((ИТЕ (ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТК "ЫТ((ЯЧ

ПР(Л ГКНТ СССР

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТ :ЛЬСТВ(У (21) 4833980/02 (22) 01.06.90 (46) 07,09.92, Бюл. ¹ 33 (71) Куйбышевский политехнический институт им, В,В, Куйбышева (72) Е,К, Кичаев и О.В. Колатн.:.Кова (56) Авторское свидетельства СССР

¹ 1421787, кл. С 21 0 10/00, 11988.

Авторское свидетельство (,ССР № 411140, кл. С 21 D 7/04, ". 74.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть применено длл деталей, работающих при малацикловой и многоциклавой усталости.

Влияние сжимающих остаточных напряжений на увеличение долговечности деталей хорошо известно. Известен способ виброобрабатки для снижения остаточных наг(рлжений, включающий возбуждение колебаний в обрабатываемой конструкции на резонансных частотах (а. с. ¹ 1421784,,БИ

¹ 33, 1988 г„С 21 0 10/00), В качестве прототипа выбран способ обработки изделий, например крепежных винтовых, включающий термическую обработку и последующую деформацию, при котором деформацию производят за счет наложения вибрационных нагрузок, ускоряющих процесс выравнивания нагрузки по виткам резьбы (а. с. ¹- 411140, БИ ¹ 2, 1974 r., С 21 D 7/04), Этот способ не позволяет создавать неоднородное поле напряжений, необходимое для появления остаточных напряжений сжатия на поверхности детали. (54) СЦ,((!Б I r Р;(=P"r! И :Тг ((-..! ) (57) Изобретение атнссится; абаз,-:е-(;е !. -..— таллов вибрацией fl мажет быть испальзован0 в машиностроении пp ..--! изгатавленi!! валов и балок, Ll,ел ь 1130508! 8!»! .Я увел11 !8 ние срака службы изделил -,уте!". создаl!ия

n0!3ã.PXI NOCTI" наП Г!ЯЖЕНИй "жл ИЯ лие íà ревают да темпер;-туры, составл";,ошей 0,5-0 7 ат темпе ..:атер.! плавления, и прикладывают с-;, и;ческую и, (клическую нагp/3K(1, p!« (ем !."flênи I8cK!, ю нагрузк(со здают 3!! а ко перемен н ь(м I!s!! Гба ющим моментомм.

Целью изобретения,.вляетс-.. повышение долговечности детаг,ей "= ò саздания в них остаточных;:8npÿ. :;8!(ий ",;-.:: — тгил на поверхности 8 fl600ncns ÷есть(а.

Длл 8TÎI Î 8 дет- IJiHx тип i!; =Jiы, балки и р(«павы(((ен((ых т„- i»iпnера i урах (I(i-.р:;„ !8,1"0.5 — 0,7 темпера гуры плавлен(я,;oздают

ОДНООСНОЕ СтатИЧЕСКОЕ(тт И ЗНак",Г(еpе(;8Нн а е и з,- б а (О щ е е с м а к !» („! а л! ь I 0;", а мплитypo(«0-, H8;zpa.к «((iя ? (-!, 8-ч8!;(flя

Uy и 7g выбирают в =: «» 8 (I ". M nfl 0 C T м а т е р и ела так, чтобы возникали деформ -:(:,! (! и. .. лз чести.

Интенсив ость процесса:->-.,:,з! :,асти згВИСИТ От В8ЛИ И!«О-, (i (Т„= Г! Р(! (8М ПР(! )r

= const скорость и;"„ ;-з:«8cT;.: "сзра=- .т . увеличениемо .-. Суммаанал.=,,:; -à", наг„. ний имеет вид, представленн(-.:.:, на " ". в, Для учета вл(!Я|!Ил значен!«:: -=, !-а скс ",!а сть п01(зучести вва,", !! г г!Ог«ятА.- : зкв. ",(;"„.и;;с а(-, ТНОГО Напдлже!» -,Я :.= -;."«+ » "; ф !r. ;

С тЕЧ8НИЕМ В(З8М8(!; ((.- 4 яп ар" =К :.-:- - :-:ГНЫХ НаПРЛжеН.;И С-,. РОМИ! Л ВЬ!Гав (Я Ь =., по сечениям и пои t =- (-." и(;;еет в(::.;, п..едСтаВЛЕННЫй На фИГ 1, д, В ip rl-IИВа;«.Е . пряжений по сечениям происходит в силу действия условий совместности деформа-!

:ии и исходя из гипотезы пл. ских, !чении, Через время t, определяемо-. no реологическим характеристикам материала, нагрузку снимают. Вследствие неравномерности пластических деформацлй по радиусу на поверхности возникают остаточные напряжения сжатия, н средних слоях — остаточные напряжения растяжения (фиг. 1, е).

Порядок выгголнения активных операций.

1, Опредепяют хара —.еристики ползучести материала и параметры выбранной реологической модели, Для определения харалтеристик неооходи nbl кривые ползучести материала при выбранной рабочей температуре.

2. Устанавливают характеристики виброползучести и зквивалент !ое напря>кен!ле, Для определения характеристик необходимы кривые ниброползучести материала при выбранной рабочей температуре.

3, Нагружа!от вал осевой силой и знакопеременным изгиба!ощим моментон и выдерживаем под нагрузкой н течение времени t, ограниченнога,>!лительностьи первой стадии ползучести, 4, Рассчитывают эпюры наведенных остаточных напряжений.

П p ln м е р. !4сходным алементом является вал из сплава ЭП 742 ф 5 мм.

1, Температура равна 750" С, что составляет 0,5 от Тпл. =- 1500"С. Экспериме!Кгальные pàí;iblå по ползучести сплава ЭП742 и козфф nl! иенты выбранной реологической модели, описывающей харакчео деформироВс!!!èÿ материала, даны в известных способах, 2, Эксперимен альные данные по виброползучести для сплава ЭП742 и значения эквивалентного напря>кения о> при частоте

50 Гц представлены в прототипе. Аппрокси- мирующая функция для оэ имела вид

Oo— = (тт + О Оа а

Козффициенты Q u q соответственно равны

Q = 0,127, q = 1,38, 3. Нагружение осуществлялось на установке для усталостных исг!Ытаний, снабженной устройством для создания осевых нагрузок.

Значения температуры и напряжен!ля е выбирают такими, чтобы для наперед заданногоо времени обеспечивалась гарантированная деформация ползучести 0,2;,, но о не превышало предела текучести материала. Максимальное значение амплитудного напрЯ>кениЯ Оа Должно быть достатОчно большим, но не выше 0,5 а,„

Параметры режима нагруженля составляли:

5 %=580 МПа

o = !-100 Ь)Па !

" = 50 Гц

1= 0,5ч

4.1.Разбиваем вал на и концентриче10 ских Окоужностей так, чтобы площади г!Олученных колец были равны между собой и составляли Я1=- Уп, где Sl — площадь рассматриваемого кольца; S — площадь попеpa«»oro сечения вала. В каждом из колец

15 напряжение считается неизменным, а при

;!ape>.ope к соседнему кольцу его меняют скачком.

4,2. Методами теории упругости определяют напряжения в каждом кольце %, (т!, 20 !т в нацаль!!ЫЯ мол ънт нт: -;.ъни (t = 0}

4.3. Вы числя!От пг""ращение деформаций и напряжений в каждом из колец вала с ц!агом по времени At. В примере Лт выбра-. но 0,01 ч.

25 Согласно гипотезе плоских сечений полное приращение деформации Ле = const не зависит от расстояния до нейтральной оси (н. О).

Ля = — h,Ð;+Aå ;, где ЛР! — приращение деформации виброползучести в каждом кольце; Ь еу! — прира:дсние упругой деформации в каждом кольце за счет изменения Ьо l ..

Прл изменении A Р! и неизменности

Ье должна меняться упругая состанля!Oщая

Afу!, следовательно, меняется напряжений

AOt; —— Е . Лгу;, получив значение Aoil, н конце шага по времени пункт 4,3 повторяют для очередного временного шага.

Вычисление заканчива!от, когда

toflfiQQQ меньше наперед заданного числа е (н прлмере е = 0,1 МПа достигнуто через 0,5 ч), 4.4. После снятия нагрузки в каждом из колец создаются остаточные напряжения, PBBHbf8

N ,Ол"5 л%!, t=O 1 где К = 50 число временных шагов.

Результаты расчета представлены в таблице, 5

Значения остаточных напряжений в вале из сплава ЗП 742,548

Составитель О.Колотникова

Редактор M.Ñòðåëüíèêîâà Техред M,Moðãåíòàë Корректор H.Êåøeëÿ

Заказ 3157 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ обработки изделий, преимугцественно валов и балок, включаюгций нагрев до температуры, составляюгцей 0,5-0,7 от температуры плавления, приложение статической и циклической;: нагрузок заданHblM o5p83oM, о т л и ч а lo U.) и Й c fl тем, 470, с целью увеличения срока службы изделия путеM создания на поверх340сти напряже ний сжат(!я, ыиклическу- .ý нагp ",ÿку создают

5 знакопеременным изгибаю цм.-, мом-:èтом.