Способ обработки металлических деталей для снятия остаточных напряжений

 

Изобретение относится к кашинрстроению и может быть использовано для снижения уровня остаточных напряже- -ний и стабилизации размеров отливок и сварных конструкции из различных металлов и сплавов. Цель изобретения - сокращение времени снятия остаточных напряжений путем увеличения динамических усилий в детали. Сущность изобретения заключается в том, что . деталь 1 с помощью крепления 2 и накладки 3 крепится к фланцу 4, который жестко или с поворотной степенью свободы скреплен балкой 5, связанной через шарнирную опору 6 и стойки 7 с опорной плитой 8, установленной на фундаменте 9. Деталь 1 с помощью крепления 10 и накладок 11 также крепится к стойкам 12, установленным на опорной плите 8. На балке, с другого края от шарнирной опоры 6, на расстоянии от места крепления детали устанавливается сверху и крепится к балке вибратор 13, под местом крепления которого (под балкой) устанавливается пружина 14. Для уменьшения массы балки в ней могут выполняться внутренние сквозные отверстия 15. При включении вибратора 13 через балку 5 детали 1 передаются знакопеременные С S (Л 6 / Х/Х/хУХ/У/Х///// 7,

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (594 С 21 0 1 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3732230/22-02 (22) 25.04.84 (46) 23.05.87. Бюл. jj 19 (7i) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (72) В.Г.Алешинский, В.Н.Киселев, Т.П.Лосева, В.А.Скаженник, Д.Е.Фурман и А.П.Цыплаков (53) 621.783.79 (088.8) (56) Коцюбинский О.Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок. — М.:

Машиностроение,. 1947, с.218-226.

Снижение остаточных напряжений вибрационной обработкой. НИИиформтяжмаш, 1972, с. 26-27. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня остаточных напряже.ний и стабилизации размеров отливок и

g сварных конструкций из различных металлов и сплавов. Цель изобретения сокращение времени снятия остаточных напряжений путем увеличения динамических усилий в детали. Сущность изобретения заключается в том, что . деталь 1 с помощью крепления 2 и накладки 3 крепится к фланцу 4, который жестко или с поворотной степенью свободы скреплен балкой 5, связанной через шарнирную опору 6 и стойки 7 с опорной плитой 8, установленной на фундаменте 9. Деталь 1 с помощью крепления 10 и накладок 11 также крепится к стойкам 12, установленным на опорной плите 8 ° На балке, с другого края от шарнирной опоры 6, на расстоянии от места крепления детали устанавливается сверку и крепится к балке вибратор 13, под местом крепления которого (под балкой) устанавливается пружина 14. Для уменьшения массы балки в ней могут выполняться внутренние сквозные отверстия 15. При включении вибратора 13 через балку 5 детали 1 передаются знакопеременные

131 усилия. Сечение балки выбирается иэ условия превышения частоты собственных колебаний ее участка между местом крепления вибратора и местом крепления детали над частотой вынуж2108 дающей силы вибратора. При обработке по такому способу увеличиваются возникающие в детали напряжения, а следовательно, и эффективность обработки. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня остаточных напряжений и стабилизации размеров отливок и сварных конструкций из различных металлов и сплавов, Цель изобретения — сокращение времени снятия остаточных напряжений путем увеличения динамических усилии в детали.

На чертеже показана схема установки, реализующая предлагаемый способ.

Деталь 1 с помощью крепления 2 и накладки 3 крепится к фланцу 4, который жестко или с поворотной степенью свободы скреплен балкой 5, связанной через шарнирную опору 6 и стойки 7 с опорной плитой 8, установленной на фундаменте 9. Деталь 1 с помощью крепления 10 и накладок 11 также крепится к стойкам 12, установленным на опорной плите 8. На балке, с другого края от шарнирной опоры б, на расстоянии от места крепления детали устанавливается сверху и крепится к балке вибратор 13, под местом крепления которого (под балкой) устанавливается пружина 14. Для уменьшения массы балки в ней могут выполняться внутренние сквозные отверстия 15.

Деталь 1 может не только располагаться между опорами 7, но и устанавливаться перпендикулярно балке 5 (не показано), что является целесообразным особенно при обработке более крупных деталей.

При включении вибратора 13 через балку 5 детали 1 передаются знакопеременные усилия.

При обработке деталей по предлагаемому способу увеличиваются возникающие в них напряжения, а следовательно, и эффективность обработки.

Сущность способа заключается в том, что деталь и вибратор перед виб2 рацией крепятся к балке, имеющей шарнирную опору. При этом деталь, будучи установленной на опорах и скрепленнойс ними, крепится также к балке. Скреп- ленный балкой участок детали преимуществено выбирается между опорами.

Скрепляемый деталью участок балки расположен между ее шарнирной опорой и местом креппения вибратора. При этом сечение балки выбираются из условия превышения частоты собственных колебаний ее участка между местом

1 крепления вибратора и местом крепления детали нац частотой вынуждающей силы вибратора.

Условия превышения частоты собственных колебаний балки над частотой вынуждающей силы вибратора наряду с использованием специальной балки в

20 качестве передающего усилие рычажно- го мехайнзма позволяют увеличить силу, действующую на деталь, по срав25

ЗО

40 нению с силой, создаваемой вибратором при данном типе динамической нагрузки.

В противном случае в отличие от статики, особенно ввиду применения системы рычажного типа, происходило бы не увеличение,а,, наоборот, ослабление воздействия на деталь.

При виброобработке описанным способом увеличиваются не только знакопеременные усилия, вызванные вынуждающей силой вибратора, но и однонаправленная сила, вызванная весом вибратора и балки, что может привести к несимметричному .нагружению детали и к некоторому снижению эффективности обработки по сравнению с случаем, когда при прочих равных условиях в детали возникают энакопереиенные напряжения, Для устранения этого фактора в балке, преииущественно в месте крепления вибратора, крепится связанная с опорной плитой маложесткая пружина, жесткость которой выбирает13121

1 ЗEj

2 и т1

СОБ

Формула изобретения

Составитель А.Кулемин

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Редактор Н.Гунько

Заказ 1936/24 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся из условия значительного (неменее, чем в несколько раз) превышения частоты вынуждающей силы вибратора над частотой собственных колебаний этой пружины, с учетом приведенной к тачке 5 ее крепления массы балки.

Техническое решение позволяет увеличить силу, приложенную к детали, и, в конечном счете, уменьшить вре- 10 мя виброобработки.

В некоторых случаях можно заменить вибраторы одного типа (например, с электрическим двигателем) на менее мощные вибраторы другого типа (например, электродинамические).

Пример. Частота собственных колебаний f, активного участия балки выбирается из условия Йс Й ц где fs„ — частота вынуждающей силы 20 вибратора.

Частоты собственных колебаний активного участка балки между креплениями балки к вибратору и к детали могут быть оценены по формуле где Š— модуль упругости материала балки; ЗΠ— момент инерции ее поперечного сечения относительно нейтральной оси;

1 — длина ее активного участка;

m — суммарная масса активного 35 участка балки и вибратора.

В качестве детали подвергают виброобработке чугунный брус высотой

h = 0,3, шириной Ь = 0,3 м, длиной

2 м, для создания в нем напряжений 40

1 кг/мм = 10 Н/м необходимо статит

08 4 ческое усилие 9 т, что, например, вибратор ИВ-24 обеспечить не может.

При использовании промежуточной стальной балки длиной от шарнирной опоры до крепления фланца 4, равной, например, 0,3 м, и длиной активного участка от фланца 4 до вибратора,равной 0,9 м, действующее на деталь усилие в несколько раз превышает возмущающую силу вибратора,даже если она не достигает их 4-кратного предела.

Это позволит применить вибратор марки ИВ-24 на 3,0 т.

При длине активного участка промежуточной балки 1 = 0,9 м; нысоте

h = 0,3 м; ширине Ь = 0,1 м (он может состоять из двух параллельных балок шириной 0,05 м, соединенныхмежду собой по краям и фланцем в области шарнира) его масса составляет примерно 250 кг. Частота собственных колебаний этого активного участка в соответствии с приведенной формулой составляет примерно 250 Гц, что больше частоты вынуждающей силы вибратора

ИВ-24,которая составляет 50 Гц.

Способ обработки металлических деталей для снятия остаточных напряжений вибрацией через промежуточную конструкцию, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени снятия остаточных напряжений путем увеличения динамических усилий н детали, вибрацию осуществляют через балку с частотой собственных колебаний ее активного участка, превышающей частоту вынужденных колебаний вибра-. тора.