Устройство для поверхностного упрочнения деталей

 

О П И С А Н И Е 7ЗО549

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6f) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290878 (21) 2658619/25-10 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.2

В 24 В 31/06

В 06 В 1/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300430, Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 080580 (53) УДК 534. 29: 534..? 32 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Я.И.Бляшко, В,А.Волосатов и В.Ю.Вероман

Производственное объединение турбостроения Ленинградский металлический завод (7 1 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ПОВЕРХНОСТНОГО

УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к устройствам для ультразвукового упрочнения поверхностного слоя деталей машин, изготовляемых, например, из титановых и жаропрочных сплавов.

Известны устройства для упрочнения поверхностей деталей сложной формы, например турбинных лопаток, основанные на принципе дробеструйной 10 обработки. С помощью таких устройств рабочему телу различного вида (абразивному, дроби, шарикам) сообщают кинетическую энергию различного уровня в зависимости от конкретной 15 задачи (1) .

К недостаткам этих устройств относится низкая производительность, особенно при упрочнении деталей (лопаток) большой длины (= выше 500 мм), 20 тяжелые условия работы обслуживающего персонала и т.д.

Известно также устройство для упрочнения поверхностей деталей шариком, вибрирующим с ультразвуковой15 частотой. При этом рабочая часть ультразвукового кон у-.нтратора выполнена в виде шара, который при перемещении относительно летали внедряется в упрочняемую игверхность (2). g() К недостаткам такого устройства для поверхностного упрочнения относятся низкая производительность, неравномерность наклепа, а также ограниченность его применения. Так, например, практически не удается применить такие устройства для поверхностного упрочнения деталей сложной формы типа лопаток турбин и компрессоров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для поверхностного упрочнения деталей., содержащее рабочую камеру, заполненную шариками, и источник ультразвуковых колебаний с волноводом, соединенным с торцом рабочей камеры, выполненной в виде неск рльких коаксиальных цилиндров (3).

Недостаток устройства — неравномерность обработки дпинномерных деталей за счет уменьшения интенсивности колебаний стенки волновода по мере увеличения его высоты в результате потерь энергии ультразвуковых колебаний, Белью изобретения являетсн повьхаение равномерности обработки деталей.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве рабочая 730549 камера выполнена в виде цилиндри— ческого стакана с периодической волнистой в направлении его оси внутренней поверхностью с шагом волнистости, равным 0,9 — 1,1Л/2, где длина стоячей волны упругих колебаний стенки.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.

Устройство включает магнитострикционный преобразователь 1, волновод

2, скрепленный с преобразователем

1 и цилиндрическим стаканом 3 с волнистой стенкой.

Толщина дна стакана-волновода не должна превышать четверти длины продольной волны. Диаметр стакана выбирается исходя из условия кратности периметра волновода целому числу длин продольной волны. Высота. стакана выбирается исходя из условия кратности ее целому числу четвертей иэгибной волны, распространяющейся вдоль стенки волновода-стакана. При этом максимуму амплитуды колебаний соответствует минимальная толщина стенки стакана, а минимуму амплитуды соответствует максимальная ее толщина.

Вчутри стакана 3 помещены стаяьные шарики 4 и упрочняемая лопатка 5, закрепляемая в приспособлении 6.

Вокруг стакана расположены воздуховоды 7 с отверстиями 8, предназначенные для предохранения стакана 3 от нагрева.

Работает устройство следующим образом.

Высокочастотные электрические колебания с помощью магнитострикционного преобразователя 1 переходят B механические колебания ультразвуковой частоты. Посредством волновода 2 колебания передаются тонкостенному стакану 3 и отвальные шарики 4 приходят в колебательное движение. Получая в дальнейшем дополнительные импульсы от волнистой стенки стакана, шарики производят более равномерное упрочнение лопатки 5 при любой ее длине.

Воздух, подаваемый под давлением через отверстия 8 воздуховодов 7, охлаждает стакан 3, способствуя сохранению постоянной частоты колебаний с целью исключения воэможности миграции узлов и пучностей волны, распространяющейся вдоль стенки волновода-стакана.

Сравнительные испытания предложенного и известного устройств показывают, что предложенное устройство обеспечивает более равномерное упрочнение по.длине детали.

Формула изобретения

Устройство для поверхностного упрочнения деталей содержащее рабочую камеру, заполненную шариками, и источник ультразвуковых колебаний с.волноводом, соединенным с торцом рабочей камеры, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения производительности обработки, рабочая камера выполнена в виде цилиндрического стакана с периодической волнистой в направлении его оси внутренней поверхностью с шагом волнистости оавным 0,9-1,1Л/2, где Д вЂ” длина стоячей волны упругих колебаний стенки цилиндрического стакана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гринченко И.Г. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых сплавов. M. Машиностроение, 1971.

2. Муханов И.И. и др. Упрочнение стальных деталей шариком, вибрирующим с ультразвуковой частотой. Вестник машиностроения, 1965, Р 1, с, 195, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 465052, кл. В 24 В 31/06, 1972 (прототип) .

730549

Составитель Е.Литвинов

Редактор С.Лыжова Техред yi.Êóçüìà Корректор С.Шекмар

Заказ 2194/3 Тираж 943 Подписное

I1HHHI1H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4