Способ стабилизации геометрических параметров деталей



Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей
Способ стабилизации геометрических параметров деталей

 


Владельцы патента RU 2617073:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) (RU)

Изобретение относится к ультразвуковой обработке круглой пластины. Закрепляют пластину на опоре по ее краю, устанавливают источник ультразвуковых колебаний на пластине и осуществляют ее деформирование. При этом источник ультразвуковых колебаний устанавливают в центре поверхности пластины и сообщают ему ультразвуковые колебания и статическое усилие. Деформирование пластины осуществляют на величину δ, равную

где R и r - соответственно наружный и внутренний радиусы пластины, мм; t - толщина пластины, мм; Е - модуль упругости материала пластины, МПа; μ - коэффициент Пуассона материала пластины; [σt] - предел текучести материала пластины, МПа. В результате исключаются искажения геометрической формы пластины и повышается качество обработки. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к технологическим операциям стабилизации (тренировки) упругих чувствительных элементов приборов давления методом релаксации остаточных напряжений путем воздействия колебательных движений ультразвуковой частоты.

Известен способ стабилизации геометрических параметров деталей, включающий в себя закрепление детали на опоре и установку источника ультразвуковых колебаний с возможностью контакта с деталью (патент FR №1333445 А 27.11.63). Однако недостатками данного способа являются низкое качество обработки и ограниченные технологические возможности, так как релаксация осуществляется неравномерно вдоль поперечного сечения и отсутствует возможность обработки деталей большой протяженности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ стабилизации геометрических параметров деталей, включающий закрепление детали на опоре и установку источника ультразвуковых колебаний с возможностью деформации детали (патент RU №2140842). Источник ультразвуковых колебаний устанавливают на определенном расстоянии от опоры, а деталь подвергают обработке многократно после смены ее положения относительно источника ультразвуковых колебаний.

Недостатком данного способа является обеспечение низкого качества старения, так как в процессе вибростарения не регламентируется деформация детали, что может привести либо к возникновению новых погрешностей геометрических параметров детали в результате остаточных пластических деформаций, либо к сохранению существующих погрешностей. Кроме того, данный способ имеет ограниченные технологические возможности, так как он не позволяет осуществлять обработку деталей типа круглых пластин.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности исключения искажения геометрических параметров деталей под воздействием нагрузки и повышении качества обработки.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе стабилизации геометрических параметров деталей, включающей закрепление детали на опоре и установку источника ультразвуковых колебаний с возможностью деформации детали, деталь в виде круглой пластины закрепляют по ее краю, источник ультразвуковых колебаний подводят к центру пластины, а пластину деформируют на величину, равную:

где R и r - соответственно наружный и внутренний радиусы пластины, мм; t - толщина пластины, мм; Е - модуль упругости материала пластины, МПА; μ - коэффициент Пуассона материала пластины; [σt] - предел текучести материала пластины, МПа.

Так как деформацию детали ограничивают возникновением в пластине напряжений, не превышающих предел текучести, то это предотвращает искажение геометрической формы детали в процессе обработки. Данным способом возможна обработка пластины любой формы, в том числе круглой, что расширяет технологические возможности способа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена общая схема способа стабилизации (тренировки) геометрических параметров упругих чувствительных элементов (мембран - круглых пластин), на фиг. 2 изображена схема способа стабилизации (тренировки) геометрических параметров упругих чувствительных элементов (мембран - круглых пластин) непосредственно в приборе давления, а именно в датчике давления типа МД - ТП.

Обрабатываемую деталь 2 (фиг. 2), например, представляющую собой упругий чувствительный элемент (мембрана - круглая пластина), устанавливают в датчике давления 1 типа МД - ТП, который закреплен на станине ультразвуковой установки. Инструмент 3 (игольчатый наконечник) устанавливают перпендикулярно к обрабатываемой поверхности детали (мембраны - круглой пластины) 2. На обрабатываемую поверхность воздействуют инструментом 3, которому сообщают колебательные движения ультразвуковой частоты в пределах 18-22 кГц по нормали к обрабатываемой поверхности и статическое усилие Р. С помощью статического усилия P деталь деформируют на величину δ. Статическое усилие P на поверхность детали передается от шпинделя ультразвуковой установки и контролируется весовым модулем-индикатором МИ ВДА/12Я.

где R и r - соответственно наружный и внутренний радиусы пластины, мм; t - толщина пластины, мм; Е - модуль упругости материала пластины, МПа; μ - коэффициент Пуассона материала пластины; [σt] - предел текучести материала пластины, МПа.

Величину деформации δ контролируют с помощью индикатора часового типа ИЧ - 10.

При такой деформации в детали 2 возникают напряжения изгиба, не превышающие предела текучести материала, что исключает потерю пластиной исходной геометрической формы.

Время обработки детали варьируется в пределах от 90 до 120 с. Если эффективность вибростарения оказалась недостаточной, то обработку повторяют.

Пример практической реализации способа стабилизации геометрических параметров деталей реализован на экспериментальной ультразвуковой установке на базе блока генератора мод. МЭФ-15, на который устанавливали малогабаритный датчик давления типа МД - ТП. На поверхность круглой пластины 2, жестко закрепленной по краю в корпусе 1 датчика, воздействуют инструментом 3, которому сообщают колебательные движения ультразвуковой частоты по нормали к обрабатываемой поверхности и статическое усилие Р. Максимальную силу прижима инструмента к детали выбирают из условия возникновения исключительно упругой деформации детали (мембраны). На основании анализа работ схожей тематики, а также анализируя требования, которые предъявляются к параметрам процесса, и готовой детали в целом, учитывая особенности конкретного способа стабилизации геометрических параметров деталей, и на основании предварительных опытов выбрано оптимальное время обработки детали в пределах варьирования от 90 до 120 секунд. Инструмент, игольчатый наконечник, изготавливается из материала Сталь 14X17H2 ГОСТ 5632 - 72, данный материал позволяет получить максимальную проводимость ультразвуковых колебаний.

где R=13 мм; t - 0,2 мм; E=2,18⋅105 МПа; μ =0,28; [σt]=400 МПа.

Расчет с учетом данных параметров показал, что предельная деформация круглой пластины 2 составит δ=0,558 мм, в пределах данной деформации в детали 2 возникают напряжения изгиба, не превышающие предела текучести материала, что исключает потерю исходной геометрической формы при снятии нагрузки Р.

Экспериментально авторами выявлено, что при такой обработке происходит минимальный нагрев поверхностного слоя заготовки. Обеспечиваются напряжения изгиба, не превышающие предела текучести материала, что исключает потерю исходной геометрической формы. Появление прижогов и микротрещин на обработанной поверхности зафиксировано не было.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа стабилизации геометрических параметров деталей обуславливается обеспечением высокой производительности обработки, при высоком качестве обработки данный способ гарантирует отсутствие остаточных деформаций детали, повреждение ее наружной поверхности и максимальное использование энергии ультразвуковых колебаний для обеспечения стабилизации геометрических параметров, а также снижением себестоимости изготовления детали.

Способ ультразвуковой обработки круглой пластины, включающий закрепление пластины на опоре, установку источника ультразвуковых колебаний на пластине и ее деформирование, отличающийся тем, что пластину на опоре закрепляют по краю пластины, источник ультразвуковых колебаний устанавливают в центре перпендикулярно обрабатываемой поверхности пластины и сообщают ему ультразвуковые колебания и статическое усилие, при этом деформирование пластины осуществляют на величину δ, равную

,

где R и r - соответственно наружный и внутренний радиусы пластины, мм; t - толщина пластины, мм; Е - модуль упругости материала пластины, МПа; μ - коэффициент Пуассона материала пластины; [σt] - предел текучести материала пластины, МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области раскатки дорожек качения колец шариковых подшипников. Установка содержит шариковую оправку с деформирующими элементами в виде шариков, механизм нагружения и механизм для установки и вращения заготовки.

Изобретение относится к упрочнению металлических втулок. Осуществляют фиксацию торцов полой заготовки.

Изобретение относится к упрочняющей обработке деталей. Обеспечивают пропускание в месте контакта деформирующего инструмента с деталью импульсов электрического тока.

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при финишной обработке поверхностей прецизионных деталей. Способ включает предварительную обработку заготовки с обеспечением макрогеометрии ее поверхности и последующее формирование на ней маслоудерживающего рельефа, который формируют на станке с ЧПУ путем нанесения сферической фрезой взаимно перпендикулярных канавок с параметрами, обеспечивающими получение толщины смазочной пленки не менее 5 мкм, приходящейся на единицу площади обрабатываемой поверхности.

Изобретение относится к отделочно-упрочняющей обработке цилиндрических поверхностей деталей выглаживанием. Осуществляют вращательное движение детали и продольное перемещение алмазного выглаживающего инструмента.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке щеточными машинами. Последняя содержит вращающийся от привода держатель щетки, кольцевую щетку, имеющую фланец с направленной наружу щетиной, и стопорное устройство, погруженное во вращающийся фланец со щетиной.

Изобретение относится к устройствам для пластического деформирования кромок двутавров. Устройство содержит обминающие ролики, имеющие галтель для пластического деформирования каждой кромки двутавра и выполненные из материала с твердостью выше, чем материал заготовки двутавра.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ультразвукового упрочнения деталей типа тел вращения на станках с ЧПУ. Устройство содержит корпус, акустическую систему, состоящую из преобразователя, соединенного с волноводом, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при поверхностном пластическом деформировании маложестких заготовок с криволинейными поверхностями.

Изобретение относится к упрочнению металлических деталей машин поверхностным пластическим деформированием. Осуществляют зажатие детали снизу и сверху по ее краям посредством установленных в раме вращающихся прижимных валов.

Изобретение относится к правке упругопластическим изгибом длинномерных деталей. Осуществляют предварительное упругое деформирование детали.

Способ включает изготовление из стали диска с технологическим припуском по наружному диаметру, его нагрев и пластическое деформирование участка диска в виде кольца, предназначенного для нарезания зубьев, образующих венец зубчатого колеса, методом обкатки посредством перемещения друг относительно друга с взаимным прижатием валка и заготовки как минимум с одного торца.
Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных материалов. Согласно способу производят обработку заготовок из полимерных материалов химическим реагентом.

Изобретение относится к сборке деталей с натягом. Создают сегментные закаленные участки на средней части поверхности отверстия охватывающей детали с помощью фасонного контактно-разогревающего инструмента.

Изобретение относится к сборке деталей с натягом. Создают сегментные закаленные участки на поверхности отверстия охватывающей детали с помощью фасонного контактно-разогревающего инструмента.

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к технологическим операциям релаксации остаточных напряжений в деталях, имеющих внутренний и внешний диаметры.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при выполнении технологических операций с использованием энергии ультразвукового поля. .

Изобретение относится к металлообработке и к дорнованию отверстий малого диаметра. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для виброобработки конструкций и изделий. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к виброобработке маложестких деталей для снижения в них остаточных напряжений. .
Наверх