Устройство для обработки изделий вибрацией

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для вибрационной обработки, применяемым для снижения остаточных напряжений в изделиях. Цель изобретения - повышение качества обработки путем создания оптимальных режимов процесса снятия остаточных напряжений за счет регулирования величины вынуждающего момента исполнительного механизма в процессе обработки. Устройство содержит корпус 1, в котором встроен генератор колебаний, выполненный в виде вала с профилированной поверхностью и нечетным числом граней, на которых установлены подшипники качения, и расположенных соосно полых эластичных элементов 6 и 7, заполненных рабочей жидкостью и гидравлически связанных между собой. В корпусе 1 установлены салазки 14 с клиньями 15, которые при перемешении салазок 14 с помощью винта 16, связанного с приводом, взаимодействуют с элементами 6 и 7. Под салазками 14 установлены прокладки 19. Исполнительный механизм выполнен в виде консольно закрепленной на плите 20 цилиндрической емкости 21, разделенной на две полости 22 и 23 с пружиной 24 и поршнем (П) 25. При этом надпоршневая полость 22 через отверстие 26 сообщена с атмосферой, а подпоршневая полость 23 соединена с источником 27 рабочей среды при помощи отверстия 28 и магистрали 29. П 25 выполняет роль массы, а в качестве рабочей среды могут быть использованы масло, вода, сжатый газ и т.д. При обработке изделия устройство крепят к нему при помощи струбцин или т.п. приспособления. Устройство обеспечивает регулирование вынуждающего момента и подстройку на собственную частоту колебаний изделия в процессе виброобработки, чем достигаются оптимальные режимы процесса снятия остаточных напряжений и сокращение времени обработки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 0 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юг

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4623750 j02 (22) 22.12.88 (46) 07.08.91. Бюл. N 29 (72) В.Д.Саковский, П.Я.Крауиньш и А.В,Чинахов (53) 621,785.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1159956, кл. С 21 D 1/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ВИБРАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для вибрационной обработки, применяемым для сйижения остаточных напряжений в изделиях, Цель изобретения — повышение каче2б

БАХ 1668415 А1 ства обработки путем создания оптимальных режимов процесса снятия остаточных напряжений за счет регулирования величины вынуждающего момента исполнительного механизма в процессе обработки.

Устройство содержит корпус 1, в котором встроен генератор колебаний, выполненный в виде вала с профилированной поверхностью и нечетным числом граней, на которых установлены подшипники качения, и расположенных соосно полых эластичных элементов 6 и 7, заполненных рабочей жидкостью и гидравлически связанных между собой. В корпусе 1 установлены салазки 14 с клиньями 15, которые при перемещении

1668415

25

35

40 салазок 14 с помощью винта 16, связанного с приводом, взаимодействуют с элементами б и 7. Причем салазками 14 установлены прокладки 19. Исполнительный механизм выполнен в виде консольно закрепленной на плите 20 цилиндрической емкости 21, разделенной на две полости 22 и 23 с пружиной 24 и поршнем (Г1) 25. При этом надпоршневая полость 22 через отверстие 26 сообщена с атмосферой, а подпоршневая полость 23 соединена с источником 27 рабочей среды при помощи отверстия 28 и магиИзобретение относится к обработке материалов вибрацией и может быть использовано в машиностроении и металлургии для снятия остаточных напряжений при изготовлении сварных конструкций, отливок и других деталей.

Цель изобретения — повышение качества обработки путем создания оптимальных режимов процесса снятия остаточных напряжений за счет регулирования величины вынуждающего момента исполнительного механизма в процессе обработки.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для обработки изделий вибрацией; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3— схема вибрационной обработки сварной балки при помощи устройства.

Устройство для обработки изделий вибрацией, содержит корпус 1, в котором встроен генератор колебаний, выполненный в виде вала 2, имеющего профилированную поверхность 3 с нечетным числом граней 4, на которых установлены подшипники 5 качения, которые при вращении вала

2 попеременно деформируют полые эластичные элементы 6 и 7.,Последние расположены соосно, гидравлически связаны между собой. изготовляются из рукавов высокого давления, заполнены рабочей средой, например индустриальным маслом, и выполняют роль источников переменного объема. Величина переменного объема (Л N/) зависит от предварительной деформации элементов 6 и 7, их длины, а также от величины подъема граней 4 профилированкого вала 2, Приводом вращения последнего служит гидромотор 8 с

Опорами-шарикоподшипниками 9 и 10. При вращении вала 2 в один из эластичных элементов, например элемент 6, поступает объем жидкости Л W. а из другого элемента 7 — такой же объем жидкости вытесняется, страли 29. П 25 выполняет роль массы, а в качестве рабочей среды могут быть использованы мас1 о, вода, сжатый газ и т.д. При обработке иэделия устройство крепят к нему при помощи струбцин или т.п, приспособления. Устройство обеспечивает регулирование вынуждающего момента и подстройку на собственную частоту колебаний изделия в процессе виброобработки, чем достигаются оптимальные режимы процесса снятия остаточных напряжений и сокращение времени обработки, 3 ил. при этом оба элемента 6 и 7 деформируются, В корпус 1 устройства, кроме генератора колебаний, встроен исполнительный механизм, установленный при помощи осей

11 — 13 с возможностью качания. Между корпусом 1 и исполнительным механизмом по обе стороны от осей 11 — 13 и симметрично им расположены противоположные концы полых эластичных элементов б и 7, т.е. эти элементы в отдельности взаимодействуют с исполнительным механизмом и гранями 4 вала 2 и передают импульс энергии .исполнительному механизму, покачивая его. Оси

11 — 13 установлены в подшипниках скольжения соответственно. Кроме того, в корпусе 1 установлены салазки 14 с клиньями 15, которые при перемещении салазок 14 взаимодействуют с элементами 6 и 7, Салазки 14 перемещаются в пазу корпуса 1 при помощи винта 16. связанного через муфту 17 с приводом 18, представляющего собой пониженный редуктор с электродвигателем, Под салазками 14 установлены подкладки 19, сменой которых регулируется высота установки салазок и компенсируется износ направляющих.

Исполнительный механизм выполнен в виде плиты 20, снабженной вертикальной (под любым углом к горизонтали), консольно прикрепленной, цилиндрической емкостью

21, разделенной на две полости 22 и 23 с пружиной 24 и поршнем 25. При этом надпоршневая полость 22 через отверстие 26 сообщена с атмосферой, а поршневая полость 23 — с источником 27 рабочей среды при помощи отверстия 28 и магистрали 29.

Поршень 25 выполняет роль массы, э в качестве рабочей среды могут быть использованы масло, вода, сжатый газ и т.п. При обработке изделия 30 устройство крепят к

1668415 нему при помощи струбцин или т.п. приспо- 240 МПа, а условием эффективного снижесобления. ния остаточных напряжений при виброобУстройство работает следующим обра- работке является достижение предела зом. текучести материала, т.е. когда сумма остаИзделие размещают на опорах, а на из- 5 точных напряжений и напряжений, создаваделие 30 устанавливают устройство. После ем ых устройством, равна пределу этого включают гидромотор 8, приводящий текучести. В соответствии с техническими во вращение вал 2, При повороте вала 2 условиями на изготовление сварной балки вокруг своей оси подшипники 5, совершая для обеспечения стабильности геометричеэл поворот, деформируют поочередно полые "0 ских размеров остаточные напряжения е лементы 6 и 7, создавая е них импульс должны превышать 1/2 предела текучести н давления, который передается емкости 21 и (около 120 МПа). Увеличением вынуждаюосуи„ eñTâëÿåò угловые качания последней щего момента (перемещением поршня 25 вокруг осей 11-13 (на фиг, 2 показано стрел- вверх) добиваются в изделии 30 требуемых ками). Поскольку количество граней 4 может 15 знакопеременных напряжений от вибрацибыть любым (нечетным), можно добиться онного нагружения в процессе об аботки, в з ач тельной частоты деформирования результате чего достигнуто необходимое о р к, элементов 6 и 7. а следовательно, и частоты снижение остаточных напряжений, что колебания емкости 21, Частота качания по- обеспечивает стабильность геометрических следней может быть изменена также путем 20 размеров изделия как при дальнейшей меизменсния давления в элементах 6 и 7 эа ханической обработке, так и с течением вресчет перемещения салазок 14 с клиньями 15 мени в процессе эксплуатации. или изменения числа оборотов вала 2. После Таким образом, данное устройство по включения гидромотора 8 изменяют частоту сравнению с известным обеспечивает регуколеб» ий, возбуждаемых генератором и 25 лирование вынуждающего момента и подподвижным грузом (масса-поршень 25 ем- стройку на собственную частоту колебания кости 21), вводят иэделие 30 в режим резо- изделия в процессе виброобработки, чем нанса. С помощью тензостанции достигаются оптимальные режимы процес(например, ТОПАЗ-3) и прикрепленных к из- са снятия остаточных напряжен .й и сокраделию 30 тензорезисторов определяют ве- 30 щение времени обработки на 35 — 40Я,. личину знакопеременных напряжений Устройство также позволяет уменьшить (величину вынуждающего момента), возни- расход цветного металла на изготовление кающих в процессе обработки. При недо- подвижной массы исполнительного мехастаточном или черезмерно большом низмаи расширить номенклатуруобрабатызначении этих напряжений необходимо 35 ваемых иэделий. произвести изменение местоположения поршня 25 в емкости 21 путем подачи или Формула изобретения слива рабочей среды из полости 23, причем Устройство для обработки изделий вибэти действия производятся в процессе виб- рацией, содержащее корпус и установленные в нем салазки с клиньями, генератор

Малая величина вынуждающего момен- колебаний в виде соединенных между собой та не позволяет в достаточной степени сни- и параллельно размещенных полых эластичзить остаточные напряжения, а очень ных элементов, размещенных на их протибольшие могут вызвать усталостные разру- воположных концах шения изделия 30 во время виброообработ- 45 профилированной поверхностью и нечетным числом граней и установленного с возНапример, в процессе вибрационной можностью качения исполнительного обработки сварной балочной конструкции . механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с из Ст. 18 с габаритными размерами 2,5.x 0,3х целью повышения качества обработки пух 0,15 м(см. фиг. 3) устройство прикрепляют 50 тем создания оптимальных режимов проксередине иэделия 30с помощью струбцин, цесса снятия остаточных напряжений за вводят в режим резонансных колебаний счетрегулирования величины вынуждающепервого тона, равного 34 Гц. и определяют го момента исполнительного механизма в возбуждаемые напряжения. Их величина процессе обработки, исполнительный мехасоставляет 45 — 55 МПа при расположении 55 ниэм выполнен в виде плиты с закрепленпоршня 25 в средней части емкости 21. Из- ным на ней цилиндром с подпружиненным вестно, что величина максимальных оста- поршнем и источника рабочей среды, саедиточных напряжений в изделиях из ненного через магистраль с подпоршневой низкоуглеродистых сталей достигает 220- полостью цилиндра, 1668415

Составитель Г.Сафронова

Редактор М.Стрельникова Техред M.Ìîðãåíòàë. Корректор М.Кучерявая

Заказ 2627 Тираж Л5 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