Способ снятия остаточных напряжений в трубных заготовках

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ,К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 0411.78 (21) 2681559/25-27 (51) М, Кд.

Союз Советских

Социалистических

Республик

В 23 P 25/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.10.80. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30,10.80 (53) УДК 621,73 (088,8) (12) Авторы изобретения

Ю,Г. Проскуряков, A Н, Исаев, В.Н, Романов и ф.фе Валяев

Завод сельскохозяйственного машиностроения ф Лиепайсельмаш (11) Заявитель (54) СПОСОБ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ТРУБНЬИ ЗАГОТОВКАХ

Изобретенив относится к области технблогии машиностроения и может быть использовано для снятия в трубйых заготовках остаточных напряжений после выполнения таких операций, как калибрование, объемное дорнование и др.

Снятие остаточных напряжений в холоднодеформированных трубных заготовках является самостоятельной технологической операцией, предшествующей механической обработке заготовок фреэерованием, зенкерованием, черновым растачиванием и др, Снятие остаточных напряжений обеспечивает повышение точности процессов механической обработки, особенно в трубных заготовках, имеющих переменную продольную и диаметральную жесткость.

Известен способ снятия остаточных напряжений в трубных заготовках путем создания дополнительных объемных напряжений одновременным воздействием на заготовку вибраций, круговых движе-2е ний и крутильных колебаний (1), Основным недостатком известного способа является то, что он обеспечивает снятие остаточных напряжений только на 50-70t что в ряде случаев (например, при механической обработке разностенных трубных заготовок) явля:ется недостаточным, Вторым недостатком известного способа является сложность технологии из-за необходимости одновременного воздействия на заготовку трех совершенно различных видов возмущающих движений, а также тем, что оптимальные рабочие режимы способа подлежат предварительному экспе риментальному определению.

Целью изобретения является снижение уровня остаточных напряжений и упрощение технологии.

Поставленная цель достигается тем, что после создания дополнительных объемных напряжений производят пластическую осадку заготовки до степени осевой деформации в пределах

0,3-3,5Ъ, при этом дополнительные объемные напряжения создают упругопластической раздачей заготовки по внутренней поверхности на 0,1-5,0%.

На фиг. 1 схематически изображена раздача трубной заготовки путем напрессовки ее на оправку с определенным натягом; на фиг. 2 - схема осадки заготовки на оправке; на фиг. 3 эпюры окружнык напряжений.

774904

Основным приемом предлагаемого способа является пластическая осадка трубной заготовки, обеспечивающая согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям значительно меньшую величину остаточных напряжений, чем,например, объемное дорнование. Однако, при пластической осадке тонкостенных заготовок типа гильз и длинных цилиндров неравномерное увеличение диаметра отнерстия заготовок приводит к потере их продольной устойчивости что исключает использование процесса в чистом виде для снятия остаточнЫх напряжений.

Для устранения этого недостатка предлагается использовать окружные напряжения растяжения, предварительно наведенные в стенках заготовки при деформации упруго-пластической раздачи. Эту деформацию осуществляют, например, напрессовкой заготовки на оправку с определенным натягом или путем создания в полости заготовки определенного гидравлического давления и др. В процессе последующей осадки эти напряжения растяжения препятствуют радиальному течению металла до тех пор, пока они не будут полностью компенсированы окружи ми напряжениями сжатия от осевого нагружения заготовки.

Таким образом, предлагаемый спссоб состоит в пластической осадке заготовки до степени осевой деформации в пределах 0,3-3,5Ъ с предварительным созданием дополнительных объемных напряжений упруго-пластической раздачей заготовки по внутренней поверхности на 0,1-5,ОЪ, Осевая деформация свыше 3,5Ъ приводит к потере осевой устойчивости и появлению бочкообразности заготовок. Упруго-пластическая деформация раздачи заготовки свыше 5Ъ может привести к появлению микротрещин и разрывам заготовок труб.

Способ осуществляется следующим образом„

Обработанную дорном трубную заготовку 1 (см. фиг. 1) напрессовывают с усилием Р„ на оправку 2 с определенным натягом, обеспечивающим деформацию раздачи заготовки по внутренней поверхности на 0,1-5,0Ъ, Эпюра возникающих при этом дополнительных окружных напряжений растяжения Й показана на фиг. 3, Затем напрессонанную на оправку 2 эаготово ку 1 поднергают пластической осадке (см. фин. 2) под действием усилия осадки Р до осевой деформации 0,33,5Ъ. При этом в заготовке возникают окружные напряжения сжатия 6+

Я. благодаря которым суммарная эпюра окружных напряжений приобретает нид

6 (cM. фиг. 3) . Дальнейшая осе си ная деформация заготовки 1 приводит к появлению пластических деформаций

65 практически не наблюдалось, тогда как некруглость образцов после дорнонания составляла О, 05 мм.

Предлагаемый способ поз вол яет снизить уровень остаточных напряжений на 85-100Ъ. Кроме того, способ обеспечивает повышение точности отверстий заготонок при некотором увеличении их внутреннего диаметра, а также способствует повышению точности при выполнении последующих операций сначала у отверстия, а потом по всей стенке заготовки. Эпюра соответствующих этому состоянию напряжений 6 дд показана на фиг, 3 штриховой лййией, При этом для предотвращения неравномерного радиального течения и отрыва металла от поверхности оправки., приводящих к потере продольной устойчивости деформируемой заготовки, осевое деформирование прекращают в тот момент, когда осевая деформацИя достигает предела (0,3-3,5Ъ), Пример, Партия трубных образцов из стали 45 в количестве

25 штук, имеющих отверстие со сред1$ ним диаметром 32,105 мм и относительную толщину стенки 1,25, была предварительно обработана мно †.озубым дорном с общим натягом 1,6 мм.

Измеренные н средней части образщ0 цов отверстия имели после дорнования средний диаметр 33,539 мм с полем рассеяния 0,0366 мм, соответствующим 2а классу точности. Напрессовка образцов на оправку осуществлялась с натягом 0,5 мм, обеспечивающим деформацию раздачи по внутренней понерхности на 2,5Ъ, Усилие напрессовки составляло

18,5 тс, Пластическая осадка образцов осуществлялась на гидравли-. ческом прессе по упорам с усилием осадки 35 тс, .Осевое деформиронание прекращалось.при осеных деформациях образцов, составляющих 2Ъ. Исходный уровень остаточных осевых и окружных

35 напряжений в образцах составлял соот.ветственно 18 и 21 кГс/мм,После

2 применения способа уровень напряжений был снижен до 2,5 кГс,/мм, что со2. ставило 12-14Ъ от исходного уровня

40 остаточных напряжений. Эти напряжения возникли в результате пластической осадки образцов. Кроме того, после снятия остаточных напряжений описанным способом средний диаметр отверстий образцов в тех же сечениях увеличился до 33,574 мм с одновременным уменьшением поля рассеяния до 0,0234 мм, что соответствует 2 классу точности.

После снятия остаточных напряжений согласно предлагаемому способу с наружных понерхностей образцов снимались слои металла н виде лысок глубиной до 3,5 мм. При этом искажений геометрии отверстий образцов

774904 механической обработки заготовок, Способ характеризуется простотой технологии.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 403530, кл. В 23 P 25/00, 1971 °

4 uz.S

4f n.

Составитель О, Корабельников

Редактор Т. Морозова Техред i М.Петко Корректор О. Билак

Подписное

Заказ 7б18/21 Тираж 1160

ВНИИПЙ Гссударственного комитета СССР пс делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Уж-. îðîä, . ул. . Проектная,,4

Способ снятия остаточных напряжений в трубных заготовках путем создания дополнительных объемных напряжений, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня остаточных напряжений и упрощения технологии, после создания дополни тельных объемных напряжений производят пластическую осадку заготовки до степени осевой деформации в пределах О, 3-3,53, при этом дополнительные объемные напряжения создают упруго-плас".ической раздачей заготоьки по внутренней поверхности на 0,15,0%,