Способ обработки металлических изделий

 

Изобретение относится к обработке изделий вибрацией и может быть .использовано при изготовлении изделий в металлургической промьшшенности, сварочном производстве и машиностроении. Цель изобретения - улучшение качества обработки путем наиболее полного снятия остаточных напряжений первого и второго родов. Сущность изобретения заключается в том,что в процессе виброобработки постоянное оптимальное значение амплитуды напряжений поддерживают путем изменения площади опор по зависимости . , где FP и Ыо - соответственно первоначальные площадь опоры и частота колебаний; F и ;. ю - соответственно текущие площадь опоры и частота колебаний. 1 табл. сл с со сл ОО 00 ю 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1353826 А 1 (51)4 С 2! D 1 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4088449/22-02 (22) 07.07.86 (46) 23. 11.87. Бюл. й- 43 (72) Ю..Р.ßHóñ, Н.С.Дудоров и Е. К.Висневский (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 637233, кл. В 23 P 25/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 897441, кл. В 23 К 28/00, 1979. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработке изделий вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий в металлургической промьппленности, сварочном производстве и машиностроении. Цель изобретения — улучшение качества обработки путем наиболее полного снятия остаточных напряжений первого и второго родов.

Сущность изобретения заключается в том,что в процессе виброобработки постоянное оптимальное значение амплитуды напряжений поддерживают путем изменения площади опор го зависимости . F!Ð = и7ш, о где F и ы, — соответственно первоначальные площадь опоры и частота колебаний; Р и:. 4 — соответственно текущие площадь опоры и частота колебаний. 1 табл.

1 13538?6

Изобретение относится к области обработки иэделий вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий в металлургической

3) промышленности, сварочном производстве и машиностроении.

Цель изобретения — улучшение качестна обработки путем наиболее полного снятия остаточных напряжений пер- 10 вого и второго родов.

Сущность изобретения заключается в том, что при вибронагружении поддержание постоянным оптимального значения амплитуды напряжений осу- 16 ществляют изменением площади опор по математической зависимости

20 где F — первоначальная площадь о опор;

F — требуемая площадь опор; м — первоначальная частота; 25 ю — требуемая частота.

Изменение площади опор позволяет плавно изменять амплитуду напряжений (уровень динамических напряжений) в изделии или при изменении З0 частоты колебаний поддерживать ее постоянной и,следовательно,использовать при вибрационной обработке различных деталей оборудование с узким диапазоном частот. Это обусловлено тем,что при изменении площади опор меняется длина свободной (неопертой) части изделия,что приводит к изменению частоты собственньгх колебаний изделия. В то же время изменяется момент от действия инерционных нагрузок на изделие при вибрации. Оба фактора влияют на амплитуду напряжений (уровень динамических напряжений) в иэделии при постоянной частоте колебаний в одном направлении— увеличивают ее значение при уменьшении площади опор, и наоборот. При изменении частоты колебаний изменение площади опор позволяет поддер- 50 живать амплитуду напряжений на одном, заранее выбранном, уровне.

Опытные работы на ряде деталей и узлов при экспериментальном подборе параметров процесса вибрационного снятия напряжений показали, что для поддержания выбранного уровня динамических напряжений необходимо соблюдать условие

Пример. Выполняют вибрационную обработку детали — колонки с целью снятия остаточных напряжений после предварительной механической обработки.

Колонка является основой геодезического теодолита на которой крепится вся оптическая часть прибора поэтому к колонке предъявляются жесткие требования по стабильности геометрических размеров в процессе окончательной механической обработки, сборки и эксплуатации.

Наиболее ответственные участки деталей — места перехода (соединения) стоек к основанию. Напряжения в этих участках в наибольшей степени влияют на стабильность расстояния между стойками (допуск по чертежу 0,02 мм).

Поэтому исследования выполняют в плане снижения напряжения именно на этих участках.

Уровень напряжений 1-го и 2-ro рода в деталях замеряется рентгеновским методом на установке ДРОН-2.

Вибрационную обработку деталей выполняют на вибростенде 2365-Р с установкой Резонанс" с регулируемой частотой вибрации 5-200 Гц. Вибростенд может работать также со строительным вибратором ИВ-24. Колонка устанавливается на верхнюю плиту вибростенда с различными схемами базирования, при которых определяется резонансная частота детали.

Первоначально колонка устанавли— вается основанием непосредственно на верхнюю плиту вибростенда, при этом резонансных пиков в диапазоне частот 5-200 Гц не наблюдается и амплитуда напряжений не превышает 0,2-0,4 МПа при частоте 200 Гц.

Заметного снижения остаточных напряжений при обработке с такой амплитудой напряжений не происходит.

Далее колонка устанавливается не верхнюю плиту вибростенда через прокладку (опору) площадью 0,0036 м (60х60 мм). При такой установке и частоте 190 Гц в колонке появляется резонансный пик и амплитуда напряжений составляет 10 М1а. Вибрационная обработка при найденных параметрах в течение 10 мин позволяет снизить остаточные напряжения 1-го

3826

Как видно иэ таблицы, использование предлагаемого способа позволяет изменять частоту обработки в ши5 роких пределах и получать снижение остаточных напряжений в деталях при любом из приемлемых значений частот.

Применение предлагаемого способа позволит упростить конструкцию вибрационного оборудования за счет сужения рабочего диапазона частот, снизить трудоемкость по сравнению с известным способом за счет отказа

15 от операции жесткого соединения де талей между собой, а также повысить эффективность снижения напряжений в деталях, имеющих высокие значения резонансных частот при использова"

20 нии простого оборудования.

Способ позволит широко применять оборудование с постоянными параметрами вибрации например строительные вибраторы с постоянной частотой

25 50 Гц для снятия напряжений в изделиях, при этом снижение уровня остаточных напряжений в изделиях не будет ниже,чем при работе на дорогостоящем оборудовании с регулируе"

30 .мыми параметрами.

Способ обработки металлических изделий, включающий установку изделия

35 на опоры с заданной площадью,вибрацию при резонансной частоте колебаний, контроль амплитуды напряжений и частоты колебаний в процессе обработ" ки, поддержание постоянной амплиту4О ды напряжений путем изменения частоты колебаний, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью улучшения качества обработки путем наиболее полного снятия остаточных напря>ке,ний первого и второго родов, измене.ние частоты колебаний u) осуществляют изменением площади опор F

F = 0,000182 м .

Размеры новой опоры 30х60 мм.

При вибрационной обработке по 45 предлагаемому способу, т.е. . с площадью опор 0,000182 м и при частоте 50 Гц, получают значение ампли.— туды напряжений в деталях 10 NIIa u снижение остаточных напряжений 1-ro и 2-ro рода такое же, как при обработке с частотой 190 Гц и площадью опор 0,0036 м .

Результаты обработки по известному и предлагаемому способу приведены в таблице. по зависимости опоры.

135 рода с 65 до 25 MIa, а второго рода — с 55 до 20 ИПа.

Учитывая, что колонка является деталью массового пройзводства,для ее вибрационной обработки наилучшим вариантом оборудования является вибростенд с вибратором типа ИВ, работающим с постоянной частотой колебаний 50 Гц. Поэтому задача экспериментальных работ сводится к сии>кению частоты колебаний колонки со

190 и 50 Гц или получению в детали при частоте 50 Гц амплитуды напряжений 10 МПа.

Повышение возбуждающей силы вибровозбудителя до максимальной (1,5 т) при данной площади опоры при частоте

50 Гц позволяет получить в колонках амплитуду напряжений только

1 Ипа.

Жесткое закрепление нескольких деталей между собой (по две,три,четыре) согласно известному способу также не дает положительных результатов,поскольку в резонанс при частоте 50 Гц входят не сами детали, а соединяющие их перемычки,при этом динамические напряжения в деталях составляют 1,5 Y>IIa.

Учитывая отрицательные результаты указанного опыта, изменена площадь опоры — прокладки между колонкой и верхней плитой вибростенда. Новое значение площади определяется по математическому выражению согласно предлагаемому способу.

Формула изобретения где ы и F — соответственно первоо о начальные частота колебаний и площадь

1353826

Уровень остаточных напряжений, Yea

Опыт

1-й род 2-й род

1-й род 2-й род

200

70

66

190

65

25

50

65

70

4 (по извес т60

1,5

68

50

10

70

18

Составитель А.Кулемин

Техред Л.. Сердюкова

Корректор Л. Патай

Редактор В.Петраш

Заказ 5672/25 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Частота обработки, Гц ному способу) 50

Время обработки, мин

Амплитуда напряжений

ИПа

0,2 — 0,4

10,0