Способ определения деформаций размерной нестабильности изделий

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения деформаций, размерной нестабильности металлических деталей преимущественно корпусных деталей станков, и является усовершенствованием известного способа, описанного в авт.св. № 836139. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа. Способ предусматривает измерение исходной деформации изделия, нагрев изделия в пе чи до 120 ± 10 с, а затем нагружение изделия эксплуатационной нагрузкой , причем количество циклов нагружения определяется прекращением роста остаточной пластической деформации . После нагружения снова измеряют деформацию изделия и по полученной суммарной деформации изделия делают вывод о необходимости проведения стабилизирующей обработки, или о качестве используемой стабилизирующей обработки. Размерную нестабильность детали определяют по формуле ЛЕ 1/К AEj + ДЕ. где UE опс ределяемая деформация изделия; AEj остаточная деформация изделия, полученная после нагрева и охлаждения; К - эмпирический коэффициент; ЛЕ, - остаточная деформация изделия в результате воздействия циклического нагружения, соответствующего эксплуатационному . (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С )ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 21 0 1/04

0IlHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 836139 (21) 3810521/22-02 (22) 31.08.84 (46) 23.01.8?. Бюл. У 3 (7 1) Научно-производственное объединение по выпуску механического сварочного оборудования (72) A.Н.Гнедаш и И.Б.Белозерский (S3) 621.791(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 836139, кл. С 21 Э 1/30, 1978.

1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

РАЗМЕРНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области, машиностроения, а именно к способам определения деформаций, размерной нестабильности металлических деталей преимущественно корпусных деталей станков, и является усовершенствованием известного способа, описанно" го в авт.св. 11 836139. Цель изобретения " расширение технологических возможностей способа. Способ предус..SU 1 85018 А2 матривает измерение исходной деформации изделия, нагрев изделия в печи до 120 10 С, а затем нагружение изделия эксплуатационной нагрузкой, причем количество циклов нагружения определяется прекращением роста остаточной пластической деформации. После нагружения снова измеряют деформацию изделия и по полученной суммарной деформации изделия делают вывод о необходимости проведения стабилизирующей обработки, или о качестве используемой стабилизирующей обработки. Размерную нестабильность детали определяют по формуле

6E = 1/К Е + лЕ,, где Е - а

1 2 19 ределяемая деформация изделия;

К вЂ” эмпирический коэффициент; 6Е остаточная деформация изделия в результате воздействия циклического нагружения, соответствующего эксплуатационному.

1285018

1 — ЬЕ + hE

К з

Е

2 К

Е где Е, Е

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения деформаций, размерной нестабильности металлических деталей, преимущественно корпусных деталей стан5 ков, и является усовершенствованием способа, описанного в авт.св.

В 836139.

Цель изобретения — расширение технологический возможностей способа. 10

По основному авт.св. У 836139 известен способ определения деформаций металлических изделий от релаксации остаточных напряжений, который заключается в измерении геомет- 15 рических параметров изделия (непрямолинейности, неплоскостности, неперпендикулярности и др.) при комнатной температуре, нагреве изделия до 120+10 С, выдержке пРи этой тем- 20 пературе 3-4 ч, охлаждении до комнатной температуры (со скоростью

25 С/ч) и повторном измерении геометрических параметров. При этом исходную величину деформации нестабильности определяют по следующей зависимости

30 определяемая деформация изделия; остаточная деформация изделия, полученная после

его нагрева и охлаждения; эмпирический переводной коэффициент, определяемый соотношением между деформацией изделия с длительным сроком вылеживания и де- 46 формацией изделия, полученной при нагреве до указанной температуры.

Сущность предложенного способа заключается в том,что после повторного измерения геометрических параметров изделия на него многократно воздействуют статическим нагружением, которое соответствует по величи- 50 не эксплуатационному, причем нагружение выполняют до прекращения нарастания остаточной пластической деформации, которую измеряют после каждого цикла "нагрузка-разгрузка", Полученная при этом величина деформации является частью деформации нестабильности, связанной с действием реальных эксплуатационных нагрузок.

Причем размерная нестабильность детали определяется по формуле где ЬŠ— пластическая деформация нестабильности размеров, вызванная действием эксплуатационного нагружения.

Затеи сравнивают полученное значение <Е с заданным значением

1 этой величины, указанным в нормативно-технической документации, и принимают решение о необходимости проведения стабилизирующей обработки данной детали при ее изготовлении.

Предложенный способ может быть также использован для контроля эффективности способов стабилизирующей обработки деталей (вибрационного, ультразвукового, злектрогидравлнческого и др.), например, при использовании термической обработки деталей для стабилизации геометрических размеров при определении ее эффективности нет необходимости в последующем нагреве до указанной температуры — достаточно создать в детали после ее охлаждения напряжения, соответствующие эксплуатационным.

П р и и е р 1. Определяли деформацию размерной нестабильности — неперпендикулярность торцевой поверхности (относительно направляющей) унифицированной подставки для агрегатных станков и автоматических линий. Требования к неперпендикулярности, связанной с нестабильностью, т.е. изменением размеров, составляет 10 мкм.

Неперпенднкулярность подставки проверяли на поворотный плите индикатором с ценой деления 0,001 мм, закрепленным на штативе и выставленным по угольнику нулевого плана (уровня}.

После выполнения сварочных работ проводили термическую обработку под ставки в печи при режимах температур

100-120 С в течение 4 ч и охлаждали со скоростью 25 C/÷ до комнатной температуры.

Затем подставку подвергали многократно статической нагрузке до момента прекращения нарастания пластической деформации. Причем размерную нестабильность (неперпендикулярность) детали изменили многократно, а имен1285018

1 — лЕ + Е

К

Ф где Е

1 но: исходное значение — после сварки, затем по окончании термической обработки и после каждого цикла нагружения. Деформация нестабильности (неперпендикуларность) после сварки составила 56 мкм после термообработки

65 мкм,а по прекращении нарастания пластической деформации — 75 мкм.

Тогда в соответствии с формулой, приведенной в основном авт.св. 10

У 836139, деформация изделия составляет

1 1 лЕ„= — h Е х

К Ф . 3,5

15 х 9 = 2,6 (мкм), где К = 3,5 для малоуглеродистой стали.

На основании полученного результата следовало бы сделать вывод о 20 стабильности геометрических размеров изделия и об отсутствии необходимости дальнейшей стабилизирующей обработки детали.

Однако с учетом остаточной деформации изделия, вызванной эксплуатационным нагружением, деформация иэделия составляет

1 аЕ = — АЕ + яЕ

1 К 2

1 — х 9+ 10 = 12 6 (мкм), У что позволяет сделать вывод о размер. З5 ной нестабильности (неперпендикулярности) изделия и необходимости -проведения стабилизирующей обработки.

Пример 2, Операции стабилизирующей обработки изделия проводят аналогично указанным в примере

Размерную нестабильность иэделий определяют постоянно, после выполнения всех операций стабилизирующей обработки.

После проведения термической обработки изделия (нагрев до 100о

120 С) определили деформацию нестабильности и обнаружили,что существует необходимость проведения дальнейшей стабилизирующей обработки изделия. Однако после статического нагружения изделия суммарная деформация нестабильности оказалась в пределах установленного допуска, поэтому стабилизирующую обработку изделия не проводят.

Применение предложенного способа позволяет определить рациональные границы применения стабилизирующей обработки и оказаться в ряде случаев от использования такого энергоемкого и дорогого способа стабилизации геометрических размеров, каким является термическая обработка.

Формула изобретения

Способ определения деформаций размерной нестабильности изделий по авт.св. У 836139, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, после повторного измерения деформации к изделию прикладывают многократно статическую нагрузку, равную эксплуатационной, и после каждого нагружения измеряют геометрические размеры, причем нагружение осуществляют до прекращения роста остаточной пластической деформации, а деформацию размерной нестабильности определяют по зависимости — определяемая деформация изделия;

Г остаточная деформация изделия, полученная после нагрева и охлажления; — эмпирический переводной коэффициент, определяемый соотношением между деформацией изделия с длительным сроком вылеживания и деформаций, изделия при нагреве до укаэанной температуры; †.остаточная деформация изделия в результате воздействия циклического нагружения, соответствующего эксплуатационному.