Способ закалки корпусных деталей

 

Изобретение относится к тспособу закалки сложных корпусных деталей и может быть использовано в машиностроении при термической обработке деталей машин. Целью изобретения является предотвращение коробления. Изделие при температуре аустенизации жестко закрепляют, а при закалке по достижении конца мартенситного превращения осуществляют усадку корпуса на заданные размеры, а в резьбовые отверстия перед термообработкой вворачивают метизы из ст. 3. 1 з.п, ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 21 П 1/78

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

4 Гсо.--.„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1 „ :"

К A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .v. (21 ) 41 46004/23-02 (22) 14.11.86 (46) 30.04.88. Бюл.К - 16 (71) Брянское научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства (72) В.А.Павлов (53) 621.78.019.64(088.8) (56) Термическая обработка в машиностроении. Справочник/Под ред.Лахтина Ю.M. 1980, с.569-574. (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ

„„SU„„1 92119 А1 (57) Изобретение относится к способу закалки сложных корпусных деталей и может быть использовано в машиностроении при термической обработке деталей машин. Целью изобретения является предотвращение коробления ° Изделие при температуре аустенизации жестко закрепляют, а при закалке по достижении конца мартенситного превращения осуществляют усадку корпуса на заданные размеры, а в резьбовые отверстия перед термообработкой вворачивают метизы из ст. 3. 1 з.п. re-лы, 5 ил.

1 392119

Изобретение относится к термической обработке деталей машин.

Цель изобретения — предотвращение коробления.

Способ осуществляется следующим образом.

Лри температуре аустенизации жестко закреплены три базовые поверхности, лежащие в горизонтальной, фронтальной и профильной плоскостях, в последующей закалке ведут направленную усадку остальньгх посадочных поверхностей и в конце интервала мартенситного превращения фиксируют посадочные поверхности на расчетных размерах.

Для сохранения резьбы в отверстиях туда перед нагревом вворачивают метизы из стали, содержащей менее 2п

0,153 углерода (ст.3).

Использование изобретения позволяет увеличить нагрузочную способность корпусных деталей и снизить .их металлоемкость, а также расширить техноло- 25 гические BosMQREocTH способа.

На фиг.l изображено устройство во фронтальной плоскости, продольный разрез; на фиг.2 — устройство, горизонтальный разрез; на фиг.З вЂ” вид Л 30 на фиг.2; на фиг,4 " сечение Б-Б на фиг.l; на фиг.5 — сечение В-В на фиг.3, В устройство входит основание, сваренное из горизонтальной плиты 1, двух фронтальных стенок 2 и двух профильных стенок 3 и За водоохлаждаемые оправки 4-6„ ориентирующие в пространстве базовые поверхности корпусной детали 7 (например, корпус 40 редуктора), подвижная плита 8 с направляющими 9, гидроцилиндры 1 0-12 и подпружиненйая опора 13.

На горизонтальной плите 1 смонтирован гидроцилиндр 11, поршень которого жестко связан с подвижной плитой

8. На подвижной плите 8 установлены прихваты 14, жесткс закрепляющие об". рабатываемую корпусную деталь 7, при этом подвижная плита 8 имеет возмож50 ность вертикального перемещения от гидроцилиндра 11 по направляющим 9.

На фронтальных стенках 2 выполнены окна 15, в которых смонтированы опорные втулки 16 с. регулируемыми упорами

17 и подвижные в горизонтальной плоскости втулки 18, соединенные с гидроцилиндрами 12„ Опорные втулки

16 жестко закрепляются к фронтальным стенкам, а подвижные втулки 18 имеют возможность перемещения по направляющим в окнах 15 гидроцилиыдрям 12 до упоров 17 на расчетное межосевое расстояние В обрабатываемого редуктора

7.

Ня профильной стенке 3 в одной горизонтальной плоскости (для нзятого, например, корпуса редуктора) установлены гидроцилиндр 10 с оправкой 6 и упор 19. Ось гидроцилиндря

10 и опорная поверхность упора 19 находятся на расстоянии В1, определяющем размер от плоскости разъема корпуса 7 редуктора до его опорной плоскости. На- профильной стенке За аналогично упору 19 закреплены второй упор 19а и подпружиненная пружиной

20 опора 13, имеющая на конце клин

21.

Диаметры оправок 4-6 имеют чистовой размер отверстий под посадочные места подшипников, устанавливаемых при сборке в корпус 7 редуктора.

Оправки 4-6 могут выполняться гладкими, когда посадочные места под подшипники в корпусе редуктора должны иметь пониженную твердость, или с прерывистой поверхностью (шлицы, осевые канавки и т.д.), когда посадочные места под подшипники должны иметь высокую твердость.

Для уменьшения заклинивания оправок 4-6 в отверстиях корпуса 7 редуктора они снабжаются внутренним охлаждением приводами возвратно-поступательных перемещений Б (не показаны).

В основании выполнены отверстия

22, обеспечивающие циркуляцию эакялоч— ной жидкости вокруг корпуса 7. В резьбовые отверстия корпуса 7 ввернуты метизы 23 из стали, содержащей менее

0,157 углерода.

Для гранспортировки корпуся 7 редуктора используют рым-болт 24, я всего устройства — отверстия 25.

Устройство работает следующим образом, Отливки корпуса 7 редукторя предварительно отжигяют и обрабатывают на метяллорежущих станках. Б случяе изготовления высокоточньгх редукторон на базовые поверхности оставляют минимальный лрипуск ня обработку под шлифование или ялмязное рястячивание, я при изготовлении средних по точности корпусон прппуски под

1392119 дальнейшую механическую обработку не оставляют.

После механической обработки в резьбовые отверстия корпуса 7 редуктора вворачивант метизы 23 из стали с малЫм содержанием углерода (менее

0,15Ую С). Затем корпус 7 помещают в печь и нагревают до температуры аустенизации. Нагретый корпус ? берутfp за рьы болт 24 и опускают на подвижную плиту 8, находящуюся ниже упоров

19 и 19а.

Через опорные втулки 16, подвижные втулки 18 и корпус 7 пропускают оправки 4 и 5, вводят гидроцилиндром

10 оправку 6 в отверстие корпуса 7 °

Оправки 4 и 5 закрепляют базовые по- верхности корпуса 7 в горизонтальной и профильных плоскостях, а оправка

6 закрепляет корпус 7 по базовой поверхности во фронтальной плоскости.

Вставляют и паз корпуса 7 подпружиненный пружиной 20 клин 21 опоры

13 и дополнительно закрепляют корпус 25

7 во фронтальной плоскости. Зажимают корпус 7 прихватами 14 к подвижной плите 8.

В нагретом до температуры аустенизации корпусе 7 размеры В и В1 и 30 диаметры посадочных отверстий под подшипники превьппант расчетные размеры на величину линейного расширения корпуса 7, пропорционального температуре нагрева и линейным размерам корпуса 7. В связи с линейным расширением корпуса 7 между упорами 17 и подвижными втулками 18 и между упорами 19 и подвижной плитой 8 обра" зуются зазоры. 40

Устройство с корпусом 7 захватывают тросом за отверстия 25 и помещают в бак с закалочной жидкостью. Вклю- ° чают возвратно-поступательные перемещения S оправками 4-6. Закалочная жидкость заполняет устройство, омывает корпус 7 и циркулирует через отверстия 33. Под действием закалочной жидкости корпус охлаждается со скоростьн, превьппанщей критическую скорость закалки, при этом аустенит в металле корпуса 7 переходит в мартенсит. Одновременно со структурными превращениями при охлаждении корпус 7 уменьшает свои размеры. Уменьшение размеров корпуса происходит непропорционально его размерам. Это связано со сложной конфигурацией корпуса 7 и неравномерностью его охлаждения, В процессе уменьшения линейных размеров корпуса 7 оправки 4-6 фиксирунт посадочные поверхности в горизонта Ib>IoA> фронтальной EI профиль ных плоскостях. Гидроцилиндрамн 1 2 перемещают в окнах 15 неподвижные опоры 18 и оправку 5 к упорам 17 с небольшим усилием. Гидроцилиндром 11 перемещают с небольшим усилием подвижнун плиту 8 к упорам 19. Перемещение под усилием оправки 5 и плиты 8 совпадает с усадкой корпуса 7 по размерам, Вд и В,. Таким образом, ведут направленнун и равномернун усадку корпуса 7 на получение линейных размеров В „и В,.

Посадочные места под подшипники и в корпусе 7 фиксируются соответствующими размерами оправок 4-6.

В конце интервала мартенситного превращения (температура корпуса

150-250 C) повьппают прикладываемое к оправке 5 и подвижной плите 8 усилие, создаваемое гидроцилиндрами 11 и 12 до величины, обеспечивающей контакт подвижных опор 18 и подвижной плиты 8 с упорами 17 и 19.

В процессе мартенситного превращения металл достаточно пластичен (явление кинетической .пластичности мартенсита), что позволяет зафиксировать расчетные размеры Вп, В, и посадочные диаметры под подшипники.

После полного охлаждения корпуса

7 устройство с корпусом 7 помещают в печь и ведут отпуск корпуса 7. Метизы

23 нагреваются совместно с корпусом

7. Так как в материале метизов содержится мало углерода, то они в процессе закалки практически не изменяют своих размеров, что позволяет сохранить точные размеры резьбовых отверстий.

Пример. Технические данные корпуса редуктора: габаритные размеры о корпуса 500х400 >200 мм; толщина стен-, ки 10-12 мм; межосевое расстояние

В = 340 + 0,1; расстояние от плоскости разъема до опорной плоскости В 1= — 220 + 0,15; диаметры посадочных мест под подшипники 40-60 мм; посадка посадочных мест Н9; размер резьбовых отверстий М 10; материал корпуса сталь 40ХНМ.

Стальные отливки корпуса отжигают, обрабатывают окончательно на металлорежущих станках и собирают. В резьбовые отверстия вворачивают метизы из

1392119 стали 3. Корпус помешают н печь и нагревают до 860-900 С. Устанавливают корпус в устройстнс и ннодят в посадочные отверстия оправки с размерами

40-60 мм, посадка оправок h 6.

Закрепляют опорную поверхность корпуса к подвижной плите с усилием

800-900 кГс.

Помещают устройство с корпусом в 10 бак с маслом и сообщают оправкам возвратно-поступательные перемещения

S на длину 15-20 мм с частотой 6080 ходов в минуту. Поджимают подвижные опоры и подвижную плиту к упорам в первые 20-25 с охлаждения с усилием 300-400 кГс. Увеличивают усилие прижатия подвижных опор и подвижной плиты к упорам до 2000-2500 кГс.

Через 3 мин вытаскивают устройство 20 с корпусом из масляного бака и отпускают корпус с устройством при 200250 С.

Применение способа позволяет в

1,5-2 раза увеличить нагрузочные 25 характеристики стальных корпусов и значительно снизить их металлоемкость и расширить технологические возможности способа за счет применения его к сложным пространственным корпусным деталям.

Ф о р и у л а изобретения а 1. Способ закалки корпусных деталей преимущественно сложной формы, включающий нагрев до температуры аустенизации, закалку в фиксированном состоянии и отпуск, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения коробления, фиксацию осуществляют путем жесткого закрепления базовых пвверхностей детали при температуре ауСтенизации, а н процессе закалки при достижении температуры конца мартенситного превращения прикладывают усилие, обеспечивающее усадку корпуса до достижения первоначальных размеров.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с. я тем, что н резьбоные отверстия перед закалкой ннорачинают метизы из стали 3.! 392119 г Я

1392119

Составитель И.Петров

РедактоР Т.ЛазоРенко ТехРед И.1 оданич Корректор O,Кравцова

Заказ 1870/31 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303.5» Москва Ж 35 Рауа ская HB oу де 4/5

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