Устройство для термосиловой обработки осесимметричных деталей

Изобретение относится к устройствам для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». Технический результат - совершенствование конструкции устройства для термосиловой обработки, обеспечивающее повышение качества термосиловой обработки. Это достигается за счет того, что стапель выполнен с рамой, на которой размещают направляющие, шаговые двигатели с винтовым механизмом подачи клиновых призм. В заготовке, которая в стапеле фиксируется с одной стороны и в осевом, и в крутильном направлениях, а с другой только в осевом, через двухсторонний клин создают закручивание. 4 ил.

 

Изобретение относится к технологии машиностроения, а более конкретно к устройствам для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал».

Известно устройство для термосиловой обработки, содержащее многослойный сборно-секционный стапель, выполненный в виде трубы из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у изделия, внутреннее пространство которого заполнено наполнителем из песка с чугунной стружкой, радиаторы с радиальными пазами, установленные на наружной поверхности изделия по всей его длине, крышки подпятника и сферические пяты для жесткой фиксации изделия с обеих сторон относительно торцов стапеля [заявка СССР №4689434, C21D 9/06, 1985].

Недостатком данного устройства является сложность конструкции из-за наличия в конструкции сборного многослойного стапеля и большого количества радиаторов, а также вредные условия труда, т.к. при охлаждении устройства в масле наполнитель стапеля пропитывается маслом, а скорость его охлаждения очень мала, поэтому происходит выгорание масла и как следствие задымление производственных площадей.

Известно устройство для термосиловой обработки, малой жесткости, включающее стапель, который выполнен в виде трубы из металла с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у изделия [авторское свидетельство СССР №1407969, кл. C21D 1/62, 1/63, 1988].

Недостатком данного устройства является ограниченные технологические возможности, т.к. вал испытывает только деформации растяжения, при этом при обработке возможно проявление неравномерной по длине вала остаточной деформации, что, следовательно, ведет к нестабильности геометрии детали в эксплуатационной период и потере точности.

Известно устройство для термосиловой обработки, включающее стапель, который выполнен в виде трубы из металла с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у изделия, резьбовым механизмом фиксации детали с обоих концов в виде двух крышек с центральным отверстием, переходящим в отверстие с внутренней сферической поверхностью, двух шайб-сфер и двух гаек для силового замыкания и тяг с резьбой на внутренней и наружной поверхностях [патент РФ №2260628, кл. C21D 9/06, 2003].

Недостатком данного устройства является ограниченные технологические возможности, т.к. вал испытывает только деформации растяжения, при этом при обработке возможна неравномерная по длине вала остаточная деформация, что ведет к нестабильности геометрии детали в эксплуатационном периоде и потере точности.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению, выбранным в качестве прототипа, является устройство для термосиловой обработки валов, которое содержит вертикально установленный стапель, выполненный из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у детали с резьбой на обоих концах, резьбовой механизм фиксации детали с обоих концов в виде двух опорных крышек с отверстиями в центре, выполненных с возможностью неразъемного соединения со стапелем с использованием устанавливаемых в отверстиях крышек, цилиндрических тяг с резьбой на внутренней и наружной поверхностях, причем по внутренней резьбе фиксируют деталь, а по наружной - гайку для силового замыкания, стапель выполнен в виде цилиндрической трубы с фланцами на обоих концах, служащими для размещения на них опорных крышек, верхняя из которых выполнена с возможностью вращения ее относительно стапеля в крутильном направлении, а нижняя - жестко зафиксирована, тяги выполнены с возможностью ограничения их поворота в крутильном направлении посредством осей, устанавливаемых в отверстиях тяг, при этом верхний фланец стапеля выполнен с профильной отбортовкой, имеющей выступы, размещенные диаметрально напротив друг друга, а в теле верхней опорной крышки радиально и симметрично установлены оси, выступающие наружу концы которых выполнены с возможностью контактного взаимодействия с профильной поверхностью верхнего фланца стапеля, нижняя тяга выполнена с возможностью силового замыкания с использованием сферической шайбы, поджимаемой гайкой и размещенной в сферическом гнезде нижней опорной крышки, а также с возможностью силового размыкания оси тяги выполнением диаметрального отверстия в виде продольного паза, сопрягаемого с таким же пазом в теле нижней опорной крышки, а верхняя тяга выполнена с возможностью предотвращения прокручивания гайки относительно верхней опорной крышки с использованием штифтов, распределенных в продольном направлении в полуцилиндрических углублениях граней гайки и цилиндрических отверстиях тела верхней опорной крышки [патент РФ №2381281, кл. C21D 8/00, C21D 9/28, 2010].

Недостатком данного устройства является ограниченные технологические возможности, так как стапель имеет один профиль отбортовки и соответственно один угол закручивания, а также привязка закручивания к осевым деформациям.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является совершенствование конструкции устройства для термосиловой обработки, обеспечивающее повышение качества термосиловой обработки.

Задача решается тем, что в устройстве для термосиловой обработки осесимметричных деталей, содержащем вертикально установленный стапель, выполненный из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у детали с резьбой на обоих концах, резьбовой механизм фиксации детали с обоих концов в виде двух опорных крышек с отверстиями в центре, выполненных с возможностью неразъемного соединения со стапелем с использованием устанавливаемых в отверстиях крышек, цилиндрических тяг с резьбой на внутренней и наружной поверхности, причем по внутренней резьбе фиксируют деталь, а по наружной - гайку для силового замыкания, стапель выполнен в виде цилиндрической трубы с фланцами на обоих концах, служащими для размещения на них опорных крышек, верхняя из которых выполнена с возможностью вращения ее относительно стапеля в крутильном направлении, а нижняя - жестко зафиксирована, нижняя тяга выполнена с возможностью ограничения ее поворота в крутильном направлении посредством оси, устанавливаемой в отверстии нижней тяги, нижняя тяга выполнена с возможностью силового замыкания с использованием сферической шайбы, поджимаемой гайкой и размещенной в сферическом гнезде нижней опорной крышки, а также с возможностью силового размыкания оси нижней тяги выполнением диаметрального отверстия в виде продольного паза в теле нижней опорной крышки, верхняя тяга имеет лыски, по которым устанавливается двухсторонний клин, который с противоположных сторон поджимается клиновыми призмами, связанными каждый отдельно через шпонку и ходовой винт с шаговыми двигателями, причем клиновые призмы проходят в пазах направляющих, при этом верхняя опорная крышка, направляющие, шаговые двигатели закрепляются на раме Π -образной формы.

Выполнение верхней тяги с лысками позволяет передавать максимальный крутящий момент на заготовку за счет большей несущей способности данного соединения.

Установка на лыски верхней тяги двухстороннего клина создает крутящий момент на одном конце заготовки, создавая сдвиговые деформации по всей длине вала.

Поджим двухстороннего клина с противоположных сторон клиновыми призмами обеспечивает усиление крутящего момента за счет клинового передаточного механизма и не создает изгибающего момента на валу за счет уравновешивания поперечных сил.

Связь отдельно через шпонку и ходовой винт с шаговыми двигателями каждой клиновой призмы обеспечивает расширение технологических возможностей из-за простоты регулирования крутящим моментом по времени и величине, не привязываясь к осевым температурным деформациям.

Размещение клиновых призм в пазах направляющих повышает жесткость конструкции, уменьшает до минимума величину изгибающего момента.

Закрепление верхней опорной крышки, направляющих, шаговых двигателей на раме Π-образной формы делает конструкцию компактной и легко регулируемой.

Устройство для термосиловой обработки иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, где приведен общий вид, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Устройство для ТСО для фиксации заготовки 1 с резьбовыми концами содержит нижнюю тягу 2 и верхнюю тягу 3, которые проходят через нижнюю опорную крышку 4 и верхнюю опорную крышку 5 со сферическими шайбами 6. Нижняя тяга 2 и верхняя тяга 3 в осевом направлении фиксируются гайками 7. В крутильном направлении нижняя тяга 2 фиксируется осью 8, проходящей в отверстие нижней опорной крышки 4, которая жестко соединяется со стапелем 9 винтами (не показаны), внутри которого проходит заготовка 1. На стапель накручивается нагревательный элемент 10. Верхняя часть стапеля 9 крепится к раме 11 П-образной формы винтами (не показаны). Верхняя тяга 3 имеет лыски 12, по которым с ней контактирует двухсторонний клин 13. Двухсторонний клин 13 поджимается клиновыми призмами 14, которые через ходовой винт 15 и шпонку 16 связаны с шаговыми двигателями 17. Клиновые призмы 14 проходят в пазу направляющих 18, которые зафиксированы на раме 11 винтами 19. Шаговые двигатели 17 закрепляются на раме 11 винтами 20.

Устройство для ТСО работает следующим образом. На заготовку 1 навинчиваются до упора в дно резьбовых отверстий нижняя тяга 2 и верхняя тяга 3. На верхнюю тягу 3 навинчивают гайку 7 и закрепляют двухсторонний клин 13. Затем заготовку 1 с нижней тягой 2 и верхней тягой 3 опускают в стапель 9 через нижнюю опорную крышку 4 и верхнюю опорную крышку 5 с опорой гайки 7 на сферическую шайбу 6. В нижнюю тягу 2 через нижнюю опорную крышку 4 вставляют ось 8 для фиксации нижней тяги 2 в крутильном направлении относительно стапеля 9. С опорой на сферическую шайбу 6 затягивают гайку 7 на нижней тяге 2, задавая определенный натяг в осевом направлении. Далее включают нагревательный элемент 10. Стапель удлиняется при температурном расширении больше, чем заготовка 1, создавая в ней осевые деформации. В контакт с двухсторонним клином 13 вводят клиновые призмы 14. В соответствии с алгоритмом работы производят включение шаговых двигателей 17, которые через ходовые винты 15 и шпонки 16 перемещаются в радиальном направлении по отношению к заготовке 1, за счет чего производят поворот двухстороннего клина 13 на заданный угол.

Использование данного устройства позволяет повысить качество термосиловой обработки.

Устройство для термосиловой обработки осесимметричных деталей, содержащее вертикально установленный стапель с нагревательным элементом, который выполнен с фланцами и из материала, имеющего коэффициент линейного расширения больше, чем у обрабатываемой детали с резьбой на обоих концах, размещенные во фланцах стапеля две опорные крышки с отверстиями в центре, установленные в отверстиях крышек две цилиндрические тяги с резьбой на внутренней и наружной поверхностях для фиксации по внутренней резьбе детали и с опорной гайкой для силового замыкания по наружной резьбе, при этом верхняя крышка выполнена с возможностью вращения ее относительно стапеля в крутильном направлении, а нижняя крышка жестко зафиксирована, причем нижняя тяга выполнена с возможностью ограничения ее поворота в крутильном направлении посредством оси, установленной в отверстии нижней тяги, сферической шайбы, размещенной в нижней опорной крышке, и опорной гайки и с возможностью силового размыкания с упомянутой осью нижней тяги, отличающееся тем, что оно снабжено рамой П-образной формы с установленными на ней шаговыми двигателями и направляющими с пазами, в которых размещены клиновые призмы с ходовыми винтами и закрепленным на верхней тяге двухсторонним клином, контактирующим с двух сторон с клиновыми призмами, при этом ходовые винты связаны с двигателями, а верхняя опорная крышка размещена на раме и выполнена с лысками, контактирующими с двухсторонним клином посредством их поджатия с противоположных сторон клиновыми призмами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке заготовок из низколегированных сталей, предназначенных для эксплуатации в арктических условиях.

Изобретение может быть использовано для упрочняющей обработки наплавленной быстрорежущей стали при изготовлении биметаллического инструмента. После механической и термической обработки заготовки корпуса инструмента осуществляют дуговую наплавку при токе от 50 до 56 А и напряжении дуги от 5 до 6 В с управлением процессом переноса электродного металла в дуге посредством импульсной подачи проволоки и синхронизированного с ней импульсного режима тока и образованием наплавленного слоя толщиной от 1 до 2 мм.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения однородной ультромелкозернистой феррито-перлитной структуры с высоким комплексом механических свойств при сокращении времени обработки и энергозатрат способ включает нагрев заготовки со скоростью от 0,01 до 50°С/с до температур Ас3±15°С, единичную деформацию со степенью 40-50% или две деформации по 20-30% с междеформационной паузой не более 5 с при температуре Ас3±15°С и скоростью деформации 0,1-50 с-1, охлаждение.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении прутка из труднодеформируемого сплава на основе хрома. Для повышения качества прутка, снижения шероховатости поверхности и измельчения структуры получают слиток из сплава, содержащего, мас.%: Ni 31-35, Ti 0,05-0,3, V 0,1-0,4; W 1-3, примеси - не более: О 0,08, N 0,04, Si 0,1, Al 0,06, Fe 0,5, Σ(Al+Si) - 0,2, Cr - остальное, слиток подвергают гомогенизирующему отжигу путем нагрева до температуры 1100-1200°С в вакуумной печи при давлении 0,1-1,0 Па, выдержке и охлаждению до температуры цеха.

Изобретение относится к устройствам для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». Устройство содержит стапель и соединенный со стапелем резьбовой механизм фиксации обрабатываемой детали в виде двух опорных крышек с отверстиями, в которых установлены цилиндрические тяги с резьбой.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке аустенитных высокомарганцевых сталей с TWIP-эффектом, и может быть применено в автомобилестроении для производства несущих конструкций автомобиля.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению молотка для шредерной установки, и может быть использовано преимущественно в технологических процессах для измельчения металлолома марок 3АН и 5АТ.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к самозакаливаемому стальному сплаву, используемому для изготовления элементов защиты от действия ударной волны.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения высокопрочного проката аустенитной нержавеющей стали с нанокристаллической структурой, который может быть использован в качестве конструкционного материала.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, для изготовления изделий и конструкций для химической промышленности, в энергетике и т.д.

Изобретение может быть использовано для упрочняющей обработки наплавленной быстрорежущей стали при изготовлении биметаллического инструмента. После механической и термической обработки заготовки корпуса инструмента осуществляют дуговую наплавку при токе от 50 до 56 А и напряжении дуги от 5 до 6 В с управлением процессом переноса электродного металла в дуге посредством импульсной подачи проволоки и синхронизированного с ней импульсного режима тока и образованием наплавленного слоя толщиной от 1 до 2 мм.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к кованой стали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: С: от 0,30 до 0,45, Si: от 0,05 до 0,35, Mn: от 0,50 до 0,90, Р: от 0,030 до 0,070, S: от 0,040 до 0,070, Cr: от 0,01 до 0,50, Al: от 0,001 до 0,050, V: от 0,25 до 0,35, Са: от 0 до 0,0100, N: 0,0150 или менее, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к термосиловой обработке длинномерных осесимметричных деталей типа вал. Для повышения качества деталей в процессе их эксплуатации на наружной поверхности детали нарезают резьбу и ввинчивают её в вертикальном положении в подвижные траверсы, в центре которых имеются резьбовые втулки.
Изобретение относится к области машиностроения. Для повышения прочности и коррозионной стойкости способ изготовления конструктивного элемента из стали, поддающейся преобразованию при горячем формовании, включает нагрев вырезанной из стального листового проката пластины до температуры аустенитизации, формование с обеспечением после формования по меньшей мере частично мартенситной структуры, при этом осуществляют ускоренное охлаждение листа или пластины после нагрева до температуры аустенитизации с получением кондиционированной пластины с по меньшей мере частично мартенситной структурой, затем проводят повторный нагрев до температуры ниже Ас1-температуры преобразования и формование при этой температуре.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, например, для изготовления высоконагруженных деталей в машиностроении. Для получения субмикрокристаллической структуры в стали способ включает нагрев листа из стали 08Х18Н10Т до температуры 1100°С, выдержку 1 час, охлаждение в воде, обработку холодом в жидком азоте, прокатку в несколько проходов с общей логарифмической степенью деформации e=0,1-0,2 с охлаждением в жидком азоте между проходами для формирования мартенсита деформации с объемной долей 55-75%, затем теплую деформацию при 400-700°С за один, или несколько проходов со степенью логарифмической деформации е≤0,5 и отжигу, длительностью от 200 с до 1 ч в интервале температур 600-800°С с обеспечением формирования субмикрокристаллической структуры, содержащей аустенит до 95%.

Изобретение относится к стальным листам для горячей штамповки, которые могут быть использованы для производства деталей, в частности деталей шасси транспортных средств, деталей подвески и конструктивных элементов кузова, а также к способам производства деталей из стальных листов горячей штамповкой.

Изобретение относится к области термомеханической обработки. Для повышения качества обработки детали её разбивают на «n» участков длиной, равной не более восьми диаметров детали, между участками протачивают поперечные радиальные канавки на глубину, равную половине припуска на максимальный диаметр детали, подвешивают деталь вертикально на гибком элементе и фиксируют четный участок, начиная с нижнего конца с помощью захватов, которые размещают внутри проточенных поперечных канавок, осуществляют нагрев указанного участка от источника постоянного тока до температуры отпуска и деформацию растяжением с превышением предела упругости на 2-4% с помощью силовых цилиндров, затем отключают нагрев, выдерживают деталь, разгружают с постоянной нагрузкой до температуры окружающей среды, затем фиксируют следующий четный участок, пропуская нечетные участки, далее аналогично проводят фиксацию, нагрев и деформацию растяжением всех четных участков с одновременным сжатием нечетных участков детали до её верхнего конца.

Изобретение относится к способам для уменьшения нарушений плоскостности изделий из сплава. Способ правки изделий из сплавов, выбранных из листов и пластин, включает нагрев изделия из сплава до первого значения температуры, по меньшей мере, равного температуре начала мартенситного превращения данного сплава, приложение механического усилия к указанному изделию из сплава при первом значении температуры для устранения указанным механическим усилием нарушения плоскостности на поверхности данного изделия, воздушное охлаждение указанного изделия из сплава до второго значения температуры, не превышающего значение температуры окончания мартенситного превращения данного сплава.

Изобретение относится к термосиловой обработке маложестких осесимметричных заготовок типа «вал». Для повышения качества заготовок осуществляют силовое воздействие на заготовку за пределом действия закона упругости в пределах выбранного участка заготовки, управление пределом текучести при силовом воздействии производят путем регулирования температурного воздействия на участок заготовки, деформирование заготовки производят изгибом, заготовку перегибают знакопеременно, одновременно с деформированием изгибом ведут вращение заготовки с одновременной ее осевой подачей, причем изгибающий момент не должен быть приложен на расстоянии более пяти диаметров заготовки от места перегиба с фиксацией проработанного участка заготовки в поперечном направлении.

Изобретение относится к способам термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». Для повышения качества деталей осуществляют статическое силовое воздействие на вал в процессе полного цикла термообработки, который разделяют на подциклы, при этом один конец вала закрепляют жестко, а второй конец - с возможностью перемещения, в течение каждого из подциклов прикладывают силовое воздействие ко всему валу, производят нагрев вала в пределах участка, затем осуществляют закручивание в одну сторону данного участка с последующим его охлаждением, затем цикл повторяют для другого участка с его закручиванием в другую сторону за пределом действия закона упругости.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения устойчивости к водородному растрескиванию поверхности магистральной трубы, используемой для высокосернистого газа, имеющей толщину 20 мм или более и прочность на разрыв 560 МПа или более, труба выполнена из стали, содержащей химическую композицию С, Si, Mn, Р, S, Al, Nb, Са, N и О, а также один или более компонентов, выбираемых из Cu, Ni, Cr, Mo, V и Ti, в качестве необязательных компонентов, и остальное Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к устройствам для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». Технический результат - совершенствование конструкции устройства для термосиловой обработки, обеспечивающее повышение качества термосиловой обработки. Это достигается за счет того, что стапель выполнен с рамой, на которой размещают направляющие, шаговые двигатели с винтовым механизмом подачи клиновых призм. В заготовке, которая в стапеле фиксируется с одной стороны и в осевом, и в крутильном направлениях, а с другой только в осевом, через двухсторонний клин создают закручивание. 4 ил.

Наверх