Способ упрочнения резьбы


 

C21D1/09 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2545473:

Гудушаури Элгуджа Георгиевич (RU)
Бирюков Владимир Павлович (RU)
Дроздов Юрий Николаевич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии упрочнения резьбовых изделий с трапецеидальной резьбой, и может быть использовано для упрочнения резьбы в изделиях, работающих при повышенных нагрузках. Для обеспечения упрочнения трепецеидальной резьбы, повышения производительности и качества процесса осуществляют нагрев участка резьбы с помощью источника нагрева в виде лазера, формирование пятна лазерного луча на дне резьбовой канавки по ее центру, перемещение лазерного луча относительно продольной оси при вращении изделия при величине перемещения лазерного луча, равной величине шага резьбы за один оборот вращения, при этом формирование пятна лазерного луча осуществляют сканирующим лазерным лучом с частотой его сканирования 200÷600 Гц вдоль оси вращения и амплитуде сканирования, равной 0,6÷0,8 шага резьбы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии упрочнения резьбовых изделий с трапецеидальной резьбой и может быть использовано для упрочнения резьбы в изделиях, работающих при повышенных нагрузках.

Известен способ упрочнения упрочнения резьбы, основанный на термической обработке резьбового соединения, включающий поверхностную закалку полосами, располагающими по окружности вдоль резьбы (АС РФ №1617016 по кл. C21D 9/08 от 30.12.1990 г.)

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса и невозможность его использования для упрочнения трапецеидальной резьбы.

Известен также способ поверхностной электроконтактной закалки изделия в виде ходового винта, основанный на электроконтактном воздействии на резьбовую поверхность изделия путем механического воздействия роликов, соединенных с электроустановкой (патент РФ №2254381 по кл. C21D 1/06 от 20.06.2005 г.).

Недостатком данного способа является сложность проведения технологии упрочнения резьбы, недостаточное качество закалки всех участков рабочей поверхностей резьбы, что ведет к снижению ее прочности.

Известен способ упрочнения резьбы, включающий формирование пятна лазерного луча на дне резьбой канавки по ее центру и перемещение лазерного луча относительно продольной оси при одновременном вращении изделия (патент РФ №2241765 по кл. C21D 1/09 от 27.07.2004 г.).

Данный способ позволяет повысить упрочнение резьбы путем синхронизации частоты вращения обрабатываемой поверхности со скоростью перемещения луча лазера вдоль ее образующей.

Данный способ предназначен для упрочнения метрической резьбы с углом профиля 60 градусов, а использование его для упрочнения трапецеидальной резьбы крайне не эффективно, т.к. при использовании этого способа большая часть поверхности резьбы остается не обработанной и, как следствие этого, не упрочненной.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении возможности упрочнения трепецеидальной резьбы, повышения производительности и качества процесса обработки.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе упрочнения резьбы, включающем использование источника нагрева участка резьбы в виде лазера, формирование пятна лазерного луча на дне резьбовой канавки по ее центру, перемещение лазерного луча относительно продольной оси при вращении изделия при величине перемещения лазерного луча, равной величине шага резьбы за один оборот вращения, отличающемся тем, что формирование пятна лазерного луча осуществляют сканирующим лазерным лучом с частотой его колебаний 200÷600 Гц вдоль оси вращения и амплитудой сканирования, равной 0,6÷0,8 шага резьбы.

На фиг.1 представлена иллюстрация обработки рабочих поверхностей трапецеидальной резьбы сканирующим лазерным лучом, где 1 - участок трапецеидальной резьбы, 2 - элемент сканирования лазерного луча, 3 и 4 - зоны обработки рабочих участков трапецеидальной резьбы, 5 - лазер и 6 - отражающее зеркало.

Способ упрочнения резьбы осуществляют следующим образом.

В начале закрепляют заготовку с трапецеидальной резьбой в патрон, установленный на шпинделе станка (на чертеже условно не показан) с возможностью обеспечения ее вращения. Затем формируют пятно лазерного луча на дне резьбовой канавки по ее центру и после выведения работы лазера на рабочий режим и включения элемента сканирования начинают обработку рабочих поверхностей резьбы (зоны 3 и 4).

Обработку осуществляют при удельной плотности энергии излучения лазера 12÷20 Вт с/мм2, с частотой его сканирования 200÷600 Гц вдоль оси вращения и амплитудой сканирования, равной 0,6÷0,8 шага резьбы.

В процессе обработки при величине перемещения лазерного луча, равной величине шага резьбы за один оборот вращения, происходит закаливание стенок резьбовой поверхности и дна за один проход лазерного луча по всей длине заготовки.

Указанные режимы обработки позволяют обеспечить равномерную глубину упрочненного слоя, повысить производительность и качество упрочненного слоя по всей рабочей поверхности резьбы.

Способ упрочнения изделия с резьбой, включающий нагрев участка резьбы с помощью источника нагрева в виде лазера, формирование пятна лазерного луча на дне резьбовой канавки по ее центру, перемещение лазерного луча относительно продольной оси при вращении изделия при величине перемещения лазерного луча, равной величине шага резьбы за один оборот вращения, отличающийся тем, что формирование пятна лазерного луча осуществляют сканирующим лазерным лучом с частотой его сканирования 200÷600 Гц вдоль оси вращения и амплитуде сканирования, равной 0,6÷0,8 шага резьбы.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термической обработки режущего инструмента, например протяжек небольшого диаметра, метчиков и других мелких инструментов.

Изобретение является способом и относится к технологии модификации поверхностных слоев изделий из металлических материалов. Изобретение может быть использовано для модификации поверхности металлообрабатывающего инструмента и деталей машин в инструментальной, сельскохозяйственной, автомобильной, металлургической промышленности и др.

Изобретение относится к литейному производству. Для повышения качества защиты стальных отливок от обезуглероживания, в частности минимизации толщины обезуглероженного слоя, отливки помещают в контейнер и засыпают их карбюризатором, в качестве которого используют смесь древесного угля и отработанной парафино-стеариновой модельной композиции в соотношении (2,3-2,5):1, а количество карбюризатора составляет 20-25% объема садки.

Изобретение относится к способу контроля охлаждения движущейся полосы (в) в охлаждающей секции линии непрерывной обработки и к охлаждающей секции непрерывной обработки полосы.
Изобретение относится к области металлообработки и может найти применение в машиностроении. Техническим результатом изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик оправок за счет значительного повышения их жёсткостных и демпфирующих параметров.

Изобретение относится к способу лазерного упрочнения плоской заготовки и может быть использовано для формирования поверхностных слоев материалов путем термообработки.

Изобретение относится к термической поверхностной обработке чугуна и стали, в частности к методам упрочнения с помощью электрической дуги. Для повышения износостойкости деталей машин и различного режущего инструмента осуществляют нагрев изделия электрической дугой переменного тока с прямоугольной формой импульсов, при этом регулируют тепловложение дуги путем изменения силы или частоты тока в положительной и отрицательной полуволнах тока с изменением их продолжительности, что позволяет в каждом конкретном случае в зависимости от изделия получить желаемую глубину закаленного слоя с нужной шириной закаленной полосы при максимальной производительности.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения сопротивления усталости способ изготовления нержавеющей мартенситной стали содержит этап электрошлаковой переплавки слитка упомянутой стали, а затем этап охлаждения упомянутого слитка.

Изобретение относится к области металлургии, в частности способу изготовления горячекатаной стальной ленты толщиной 2-12 мм из низколегированной стали с содержанием углерода 0,04-0,08 вес.% и содержащем также ниобий и титан.
Изобретение относится к способам защиты поверхности деталей во время их термической обработки. Способ защиты поверхности металлических деталей при нагреве в печах включает помещение деталей в емкость, засыпку их стружкой, закрывание емкости крышкой и нагрев.

Изобретение относится к способу изготовления текстурированного листового стального изделия с минимизированными потерями на перемагничивание и оптимизированными магнитострикционными свойствами. Способ способ включает этапы: a) получение листового стального изделия, b)лазерную обработку листового стального изделия лазерным лучом мощностью P, при этом в ходе лазерной обработки на поверхности листового стального изделия формируют линейные деформации, располагаемые с интервалом а. На этапе b) измеряют полную мощность S1,7/50 листового стального изделия до и после проведения лазерной обработки, при этом параметры лазерной обработки варьируют таким образом, чтобы разность между измеренными величинами полной мощности S1,7/50 до и после проведения обработки составляла менее 40%. Технический результат заключается в оптимизации технических характеристик стальных листовых изделий для производства деталей трансформаторов. 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области термомеханической обработки и может быть использовано для изготовления ответственных элементов конструкций, крепежных изделий различного назначения. Для повышения комплекса механических свойств конструкционных сталей с устранением склонности их к обратной отпускной хрупкости и достижения высоких механических и эксплуатационных свойств заготовку из стали 35ХГСФ подвергают холодной пластической деформации со степенями обжатия 10-30%, затем её нагревают до субкритических температур Ac1 - (5÷5)°C со скоростью 5÷20 град/мин и выдержкой при этих температурах 1,5÷3 часа. Далее с субкритической температуры производят нагрев заготовки под закалку до температуры Ac3+(30÷40)°C, закаливают в масло и подвергают отпуску при 500÷550°C. 1 табл.

Изобретение относится к быстродействующему способу лазерного нанесения насечек, при котором используется установка лазерного устройства для одновременного нанесения линий насечек на верхнюю и на нижнюю поверхности полосы текстурированной кремнистой электротехнической стали, подаваемой и продвигаемой вперед по производственной линии, с помощью луча лазера непрерывного действия с высокой степенью фокусировки, при этом линии насечек, нанесенные на верхнюю поверхность, и линии насечек, нанесенные на нижнюю поверхность, имеют одинаковое расстояние между соседними линиями насечек, но смещены относительно друг друга для равномерного снижения потерь в железе. Расстояние между соседними линиями насечек на одной и той же поверхности составляет 6÷12 мм, мощность лазера составляет 1000÷3000 Вт, а скорость сканирования составляет 100÷400 м/мин. Производительность такого способа нанесения насечек и такого устройства в 1,5-2 раза превышает производительность обычных способов нанесения насечек, которые не позволяют одновременное синхронное нанесение насечек на верхнюю и нижнюю поверхности стальной полосы. Линии насечки, нанесенные на стальной полосе таким способом, могут снижать потери в железе стальной полосы на 10-16%. 1 табл., 4 ил.
Изобретение относится к области термической обработки и может найти применение в машиностроении. Для повышения качества поверхности деталей благодаря повышению эффективности действия титана по раскислению расплава, особенно качества поверхности острых кромок инструмента с сохранением их высокой твердости, осуществляют погружение инструмента в расплав соли, нагревают его до температуры термообработки и затем охлаждают, при этом расплав соли в ванне раскисляют титаном. Новым является то, что раскисляют слой расплава, контактирующий с инструментом, для чего перед погружением в расплав соли инструмент упаковывают в титановую фольгу, так что расстояние между титановой фольгой и поверхностью инструмента не более 5 мм. 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения поверхностной твердости деталей без нарушения качества поверхности деталь подвергают ультразвуковому воздействию в емкости с жидкой средой с помещенным в ней источником акустического излучения с частотой акустических колебаний fрц 20-30 кГц в течение τ=30-45 минут с амплитудой колебательных смещений ξ=7-40 мкм. При обработке деталей из стали 40X амплитуду колебательных смещений выбирают в пределах ξ=15-40 мкм. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 22 пр.

Изобретение относится к производству текстурированных листов из электротехнической стали, в частности к сепаратору отжига. Сепаратор отжига имеет следующий состав, мас.%: порошок Al2O3 - 77-98, порошок оксида щелочноземельного металла - 1-8, хлорид щелочного металла и/или хлорид щелочноземельного металла - 1-15. Технический результат заключается в исключении образования стекловидного подслоя на поверхности стального листа в процессе высокотемпературного отжига и получении листа с гладкой поверхностью и стабильными магнитными свойствами. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области цементации стальных изделий и может быть использовано для поверхностного упрочнения деталей машин и механизмов из низкоуглеродистой стали. Осуществляют цементацию изделий в твердом карбюризаторе, охлаждение, двойную закалку и низкотемпературный отпуск. Цементацию проводят при 900°C. В качестве твердого карбюризатора используют состав, содержащий в мас. %: чугунную стружку со средним размером гранул 0,5 мм - 10, карбонат бария ВаСО3 - 10 и углеродное вещество волокнистой структуры - 80, состоящее из, в мас. %, железа - 10, водорода - 0,8 и углерода - 89,2, которое получено термокаталитическим пиролизом попутного нефтяного газа Баядынского месторождения в условиях контакта с железооксидным катализатором при температуре 660°C , объемной скорости подачи сырья 1000 часов-1 в течение 3 часов с последующим отсевом фракции 100-250 мкм путем фракционирования образовавшейся массы на молекулярных ситах. После цементации осуществляют охлаждение изделий до 100°C, затем проводят двойную закалку, включающую проведение первой закалки при температуре 820°C, а второй закалки - при температуре 770°C, после которой проводят низкий отпуск при температуре 150°C. Обеспечивается требуемое диффузионное насыщение углеродом, достигается равномерность глубины слоя по площади изделия, снижение энергетических затрат, а также необходимость в охлаждении водным раствором охлаждающей жидкости и добавке эмульгатора. 3 табл.

Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного калиброванного проката. Для достижения высоких прочностных и пластических характеристик по всему сечению и длине проката осуществляют отжиг калиброванного проката при 770-790°С в течение 3-4 часов, охлаждение с печью до 660-680°С, выдержку 3-4 часа, охлаждение с печью до температуры 140-150°С с выдержкой 1-2 часа, дальнейшее охлаждение на воздухе, первичное волочение со степенью обжатия 17-19%, нагрев в печи с контролируемой атмосферой, патентирование при 440-460°С, вторичное волочение со степенью обжатия 4-5%. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии упрочнения резьбовых преимущественно длинномерных изделий, и может быть использовано для упрочнения метрической резьбы в изделиях, работающих при повышенных нагрузках. Для повышения прочности резьбы и производительности способ упрочнения резьбы включает формирование пятна лазерного луча на дне резьбовой канавки по ее центру и перемещение лазерного луча относительно продольной оси при одновременном вращении изделия, при этом величина перемещения лазерного луча равна величине шага резьбы за один оборот вращения, формирование пятна лазерного луча осуществляют при удельной плотности энергии излучения газового лазера, работающего в непрерывном режиме, равной 12÷20 Вт/см2, а диаметр пятна лазерного луча выбирают из соотношения d=(1,2÷1,7)s, где d - диаметр пятна лазерного луча, s - шаг резьбы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам термообработки рабочей поверхности головки рельса для упрочнения рабочих поверхностей путем поверхностной электроконтактной термообработки. Способ термообработки рабочей поверхности головки рельса включает обработку рабочей поверхности головки рельса посредством передвижного устройства непосредственно на путях без демонтажа рельсов. Обработку осуществляют электроконтактным нагревом с пропусканием электрического тока через контактные элементы, прижимаемые к обрабатываемой поверхности под давлением, с последующим охлаждением зоны нагрева и на участках рабочей поверхности головки рельса при достижении критического износа поверхностного слоя рельса, составляющего 1,5…2,0 мм и имеющего мартенситную структуру. Электроконтактный нагрев рабочей поверхности головки рельса осуществляют до температуры закаливания 850°С и охлаждают водой с температурой 18-20°С. Перед термообработкой проводят коррекцию рабочей поверхности головки рельса шлифованием. Устройство выполнено передвижным в виде тележки на колесах с двумя ребордами, рама которой состоит из подвижной и неподвижной частей. На неподвижной части рамы перпендикулярно направлению движения выполнены направляющие салазки для перемещения подвижной части рамы, на которой последовательно по ходу движения установлены с двух сторон скользящие нагревательные контактные элементы, шлифовальные головки с приводом посредством кронштейнов и телескопических штанг, нагревательные контактные ролики и охлаждающее устройство с соплами. При этом подвижная часть рамы соединена с неподвижной ее частью посредством гидроцилиндра двухстороннего действия с двухсторонним штоком. Нагревательные элементы и шлифовальные головки имеют регуляторы силы прижатия к рабочей боковой поверхности головки рельса и соединены с телескопическими штангами через изолирующие элементы. Нагревательный контактный ролик имеет токосъемник с поджимными пружинами. Технический результат заключается в повышении износостойкости и долговечности действующего железнодорожного пути. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.
Наверх