Устройство для термосиловой правки валов

Изобретение относится к устройству для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа вал. Устройство снабжено плитой с направляющим пазом, в котором последовательно установлены две крайние опоры и одна центральная опора, а на торцах плиты установлены приводы продольного перемещения с механизмами продольного перемещения. Опоры выполнены с возможностью независимого продольного перемещения от приводов продольного перемещения посредством механизмов продольного перемещения. Причем каждая опора выполнена в виде корпуса со сквозными перпендикулярными отверстиями, одно из которых выполнено соосным оси приводов вращения заготовки, а другое перпендикулярно этой оси. В последнем отверстии с возможностью поперечного перемещения относительно оси заготовки установлено упорное кольцо, на боковой поверхности опор установлен привод поперечного смещения упорного кольца, причем с одной из сторон корпуса сквозное отверстие в опоре, выполненное перпендикулярно оси приводов вращения заготовки, выполнено с возможностью его закрывания приводом поперечного смещения упорного кольца, а упорное кольцо связано с приводом поперечного смещения упорного кольца. Нагревательные элементы выполнены со скользящими контактами, установлены по краям центральной опоры и подключены к источнику питания. Технический результат заключается в повышении качества обработки валов. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области термосиловой обработки (ТСО) длинномерных осесимметричных деталей типа вал и может использоваться в технологических процессах изготовления валов в механообрабатывающих цехах.

Известно устройство для ТСО валов малой жесткости, содержащее стапель с захватами в концевых сечениях, причем стапель выполнен в виде труб из металла с коэффициентом теплового расширения большим, чем у изделия [Патент РФ №2260628, кл. C21D 9/06, 2005].

Недостатком данного устройства является невозможность обеспечить стабильность прикладываемого усилия в процессе ТСО, что может привести к переупрочнению материала, неравномерной по длине заготовки остаточной деформации металла и, следовательно, к нестабильности размеров в эксплуатационный период, потере точности.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению, выбранному в качестве прототипа, является устройство ТСО валов малой жесткости, содержащее нагревательный элемент и захват, который связан с последовательно установленными приводами осевой подачи и вращения заготовки, нагревательный элемент установленный между опорами, каждая из которых выполнена в виде пары сдвоенных силовых роликов, взаимно перпендикулярных друг другу, со стороны, противоположной захвату, на расстоянии не более 5 диаметров установлена направляющая труба, связанная с механизмами поворота и поперечного смещения, имеющая возможность поворота относительно крайнего сечения [Патент РФ №2552206, кл. C21D 8/00, 2015].

Недостатком данного устройства является повышение необходимых сил деформирования из-за остывания материала в зоне деформации и снижения пластичности, а также остаточное искривление конца заготовки на длине, чуть меньшей, чем расстояние между опорами, из-за невозможности создать рычаг между ними, постоянная повышенная нагрузка на одном из роликов опор, где происходит изгиб заготовки, большое время обработки из-за необходимости обработки вала по всей длине.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении качества заготовок с достижением следующих технических результатов: повышение точности - обеспечение прямолинейности оси вала; повышения стабильности размеров и формы длинномерных маложестких осесимметричных деталей за счет устранения направленности осевых остаточных напряжений и направленной структуры материала заготовки по ее длине, оставшихся после заготовительной операции; уменьшение рабочих усилий деформирования за счет выбора рациональной схемы нагружения и нагрева; уничтожение технологической наследственности за счет полной перестройки текстуры материала при знакопеременных перегибах заготовки за счет формирования в материале обрабатываемой заготовки мелкодисперсионной разнонаправленной текстуры, что ведет к более однородному распределению и минимизации остаточных напряжений по длине детали.

Эта задача решается тем, что устройство для термосиловой правки заготовки длинномерной осесимметричной детали типа вал содержит опоры для заготовки, нагревательные элементы и захваты для зажима заготовки с приводами вращения заготовки, оно снабжено плитой с направляющим пазом, в котором последовательно установлены две крайние опоры и одна центральная опора, а на торцах плиты установлены приводы продольного перемещения с механизмами продольного перемещения, при этом опоры выполнены е возможностью независимого продольного перемещения от приводов продольного перемещения посредством механизмов продольного перемещения, причем каждая опора выполнена в виде корпуса со сквозными перпендикулярными отверстиями, одно из которых выполнено соосным оси приводов вращения заготовки, а другое перпендикулярно этой оси, при этом в последнем отверстии с возможностью поперечного перемещения относительно оси заготовки установлено упорное кольцо, на боковой поверхности опор установлен привод поперечного смещения упорного кольца, причем с одной из сторон корпуса сквозное отверстие в опоре, выполненное перпендикулярно оси приводов вращения заготовки, выполнено с возможностью его закрывания приводом поперечного смещения упорного кольца, а упорное кольцо связано с приводом поперечного смещения упорного кольца, нагревательные элементы выполнены со скользящими контактами, установлены по краям центральной опоры и подключены к источнику питания.

Установка в направляющий паз плиты последовательно трех опор позволяет реализовать метод правки вала изгибом за счет создания рычага при обеспечении компактности конструкции установки и ее жесткости.

Установка на торцах плиты приводов продольного перемещения с механизмами продольного перемещения и выполнение опор с возможностью независимого продольного перемещения от приводов продольного перемещения через механизм продольного перемещения расширяет технологические возможности установки и повышает качество правки через изменение плеч рычага, реализует метод правки с постепенным выходом на заданную прямолинейность.

Выполнение каждой опоры в виде корпуса со сквозными перпендикулярными отверстиями обеспечивает жесткость конструкции установки, позволяет рационально прикладывать поперечные силы к заготовке вала при возможности их продольного перемещения относительно заготовки.

Выполнение одного из отверстий соосно оси приводов вращения заготовки обеспечивает рабочее положение вала в опорах при правке с возможностью их одновременного вращения.

Выполнение другого отверстия перпендикулярно оси приводов вращения заготовки обеспечивает приложение поперечной силы непосредственно к валу.

Установка упорного кольца в перпендикулярном оси заготовки вала отверстии опоры с возможностью его поперечного перемещения относительно этой оси обеспечивает широкий диапазон возможных поперечных смещений при силовом воздействии.

Установка привода поперечного смещения упорного кольца на боковой поверхности опор с одной стороны сквозного отверстия в опоре создает непосредственное силовое замыкание на ось обрабатываемой заготовки при максимальной жесткости опоры.

Связь упорного кольца с приводом поперечного смещения упорного кольца, закрепленного на боковой поверхности опор, обеспечивает возможность правки вала при изменении положения опор вдоль оси заготовки за счет силового замыкания действия поперечных сил на опору.

Нагревательный элемент в виде скользящих контактов, установленных по краям центральной опоры и подключенных к источнику питания, обеспечивают снижение предела текучести, уменьшает усилие деформирования за счет повышения температуры непосредственно в деформируемой зоне заготовки вала.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежами. На фиг. 1 приведен общий вид устройства для термосиловой правки изгибом; на фиг. 2 - вид А общего вида устройства; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 3.

Устройство для термосиловой правки изгибом заготовки 1 содержит две крайние опоры 2 и одну центральную 3, которая устанавливается на равном расстоянии между крайними опорами 2. Во всех опорах заготовка 1 опирается на подшипниковые узлы 4. Опоры устанавливаются в Т-образный направляющий паз 5 в плите 6. На торцах плиты 6 установлены крышки 7, на которые крепятся приводы продольного перемещения 8 с опорами 9. Приводы продольного перемещения 8 связаны механизмом продольного перемещения с крайними опорами 2, например, в виде ходовых валов 10, которые проходят через опоры 9. Два привода продольного перемещения 8 установлены симметрично относительно центральной продольной плоскости установки. Каждый ходовой вал 10 через резьбу 11 связан с одной из крайних опор 2, через другие опоры 2 и 3 ходовой вал 10 проходит свободно через отверстия 12. По краям заготовка 1 зажимается в захваты приводов вращения 13 заготовки 1. Подшипниковый узел 4 устанавливается в кольцо упорное 14, которое перемещается по сквозному отверстию 15. На заготовке по краям крепятся токосъемники 16 в виде скользящих захватов, подключенные к источнику питания 17. На отверстии подшипникового узла 4 центральной опоры 3 устанавливается диэлектрическая втулка 18 со сферической опорной поверхностью. Кольцо упорное 14 через шток 19 связано с приводом поперечного смещения упорного кольца 14, например, в виде гидроцилиндра 20, который закреплен на боковой поверхности опор 2 и 3. Центральная опора 3 связана с механизмом продольного перемещения - ходовым валом 10, который подсоединен к приводу продольных перемещений 21, установленным на плите 6, при помощи резьбы в выступе 22.

Устройство для термосиловой правки изгибом работает следующим образом. У заготовки 1 определяется место максимального прогиба. Она протягивается через подшипниковые узлы 4 с зазором во всех опорах. Крайние шоры 2 разводятся на величину длины прогиба. В середине прогиба устанавливается центральная опора 3. Перемещения опор проводятся при помощи приводов продольного перемещения 8, 21 и ходовых валов 10. Устанавливаются токосъемники 16, подключенные к источнику питания 17. Включается источник питания 17, и через токосъемники 16 проводится нагрев области заготовки 1 внутри между ними. Захваты приводов вращения 13 включаются и вращают заготовку 1. Один из приводов вращения 13 может включаться в режим самоторможения, создавая в заготовке 1 касательные напряжения. Затем включаются гидроцилиндры 20, и через шток 19, упорное кольцо 14 и подшипниковые узлы 4 проводится воздействие на заготовку 1 поперечными силами. Направление движения опор 2 и 3 по отношению к заготовке 1 противоположное. Смещают упорные кольца 14 на величину, определяемую исходным прогибом заготовки 1 с учетом эффекта пружинения. Вращая заготовку с заданным изгибом, создают в поперечном сечении пластически деформированную зону заданной толщины, равномерной по периметру заготовки. Затем, постепенно разводя крайние опоры 2, одновременно гидроцилиндрами 20 выводят их упорными кольцами 14 с подшипниковым узлом 4 на одну ось с центральной опорой 3.

Устройство для термосиловой правки заготовки длинномерной осесимметричной детали типа вал, содержащее опоры для заготовки, нагревательные элементы и захваты для зажима заготовки с приводами вращения заготовки, отличающееся тем, что оно снабжено плитой с направляющим пазом, в котором последовательно установлены две крайние опоры и одна центральная опора, а на торцах плиты установлены приводы продольного перемещения с механизмами продольного перемещения, при этом опоры выполнены с возможностью независимого продольного перемещения от приводов продольного перемещения посредством механизмов продольного перемещения, причем каждая опора выполнена в виде корпуса со сквозными перпендикулярными отверстиями, одно из которых выполнено соосным оси приводов вращения заготовки, а другое перпендикулярно этой оси, при этом в последнем отверстии с возможностью поперечного перемещения относительно оси заготовки установлено упорное кольцо, на боковой поверхности опор установлен привод поперечного смещения упорного кольца, причем с одной из сторон корпуса сквозное отверстие в опоре, выполненное перпендикулярно оси приводов вращения заготовки, выполнено с возможностью его закрывания приводом поперечного смещения упорного кольца, а упорное кольцо связано с приводом поперечного смещения упорного кольца, нагревательные элементы выполнены со скользящими контактами, установлены по краям центральной опоры и подключены к источнику питания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению конструкционных литейных и деформируемых микролегированных азотом аустенитных теплостойких криогенных сталей, предназначенных для различных отраслей промышленности, в том числе для изготовления легких узлов и конструкций в транспортном машиностроении, в криогенной технике и для работы в условиях Арктики.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению конструкционных деформируемых аустенитных немагнитных теплостойких криогенных сталей, предназначенных для различных отраслей промышленности, в том числе для изготовления легких узлов и конструкций в транспортном машиностроении, в криогенной технике и для работы в условиях Арктики.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа вал. Обрабатываемую деталь разделяют на участки по длине, которые последовательно обрабатывают путем температурного и силового воздействия.

Изобретение относится к электротехнической листовой стали с изоляционным покрытием с превосходными штампуемостью и адгезионными свойствами. Электротехническая листовая сталь с изоляционным покрытием содержит электротехническую листовую сталь и изоляционное покрытие, сформированное на электротехнической листовой стали.

Изобретение относится к термомеханической обработке заготовок из немагнитного сплава. Заготовку нагревают до температуры теплой обработки давлением, которая находится в диапазоне от температуры, составляющей одну треть от температуры начала плавления немагнитного сплава, до температуры, составляющей две трети от указанной температуры плавления.

Изобретение относится к упрочнению изделий, преимущественно валов со шлицевыми головками, и предназначено для обработки деталей, работающих на статическое и циклическое кручение.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения заготовок из стали аустенитного класса, обладающей эффектом TWIP (Twinning Induced Plactisity – пластичности, наведенной двойникованием).

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочностных свойств стали при сохранении пластичности за счет получения структуры с высокой плотностью пакетов микродвойников деформации и субмикро- и наноразмерными фрагментами стабильную аустенитную сталь 02Х17Н14М3 подвергают закалке на аустенит, затем прокатке с охлаждением в жидком азоте при -196 oС в несколько проходов для формирования микродвойниковых структур и последующей деформации в температурном интервале 20 – 700 °С за несколько проходов с обеспечением распространения полос локализации деформации в микродвойниковой структуре и субструктурного упрочнения высокой плотностью дислокаций.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термомеханической обработке аустенитных коррозионно-стойких сталей. Для повышения прочностных свойств стали при температурах деформации ниже температуры рекристаллизации с сохранением однородной аустенитной структуры предварительно заготовку подвергают гомогенизационнму отжигу с последующим охлаждением со скоростью, обеспечивающей сохранение пересыщенного раствора легирующих элементов в аустените, а затем проводят интенсивную пластическую деформацию кручением под высоким гидростатическим давлением в два этапа.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству рельсов из перлитной стали. Сталь имеет химический состав, содержащий, в мас.%: С 0,71-0,82, Si 0,25-0,45, Mn 0,75-1,05, V 0,03-0,15, Р≤0,030, S≤0,035, Al≤0,040, Fe и неизбежные примеси – остальное.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении деталей типа вал. Обрабатываемую деталь разделяют на участки по длине, которые последовательно обрабатывают путем температурного и силового воздействия.

Изобретение относится к термомеханической обработке заготовок из немагнитного сплава. Заготовку нагревают до температуры теплой обработки давлением, которая находится в диапазоне от температуры, составляющей одну треть от температуры начала плавления немагнитного сплава, до температуры, составляющей две трети от указанной температуры плавления.

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.

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 устройству для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа вал. Устройство снабжено плитой с направляющим пазом, в котором последовательно установлены две крайние опоры и одна центральная опора, а на торцах плиты установлены приводы продольного перемещения с механизмами продольного перемещения. Опоры выполнены с возможностью независимого продольного перемещения от приводов продольного перемещения посредством механизмов продольного перемещения. Причем каждая опора выполнена в виде корпуса со сквозными перпендикулярными отверстиями, одно из которых выполнено соосным оси приводов вращения заготовки, а другое перпендикулярно этой оси. В последнем отверстии с возможностью поперечного перемещения относительно оси заготовки установлено упорное кольцо, на боковой поверхности опор установлен привод поперечного смещения упорного кольца, причем с одной из сторон корпуса сквозное отверстие в опоре, выполненное перпендикулярно оси приводов вращения заготовки, выполнено с возможностью его закрывания приводом поперечного смещения упорного кольца, а упорное кольцо связано с приводом поперечного смещения упорного кольца. Нагревательные элементы выполнены со скользящими контактами, установлены по краям центральной опоры и подключены к источнику питания. Технический результат заключается в повышении качества обработки валов. 4 ил.

Наверх