Способ упрочнения деталей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 119) 01) 21 0 ЕНИЯ й инсти иац ий,Кулао Дун СССР ССС 198(54 (57 обр фор об т ои ла. 1 ил, 1 табл,овано ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Рижский Краснознаменнтут инженеров гражданскойим. Ленинского комсомола(56) Авторское свидетельстВ 133480, кл. С 21 Р 7/02,Авторское свидетельствоУ 908858, клС 21 П 7/02,СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛИзобретение относитсяботки металлов пластичеацией и может быть испол для упрочнения деталей в машиностроении. Цель изобретения - повышениециклической долговечности деталейСущность изобретения заключается втом, что деталь 1 консольно крепитсяв цанговом зажиме 3. К другому концудетали через подшипник и тягу прикладывается изгибающий момент, создаваемый грузом. При вращении детали наее поверхности, на которой создаются растягивающие напряжения, проводят поверхностное пластическое деформирование роликом. В результате, когда после наклепа внешние нагрузкиснимаются, внутренние слои сжимаютсяи дополнительно к остаточным напряжениям от наклепа добавляются напряж ния от упругого сжатия материала и за предварительного растяжения мат1 131Изобретение относится к обработкеметаллов пластической деформацией иможет быть использовано для упрочнения деталей машиностроения.Цель изобретения - повышение циклической долговечности деталей,На чертеже изображено устройствореализующее предлагаемый способ.Устройство содержит деталь 1, которая консольно крепится в цанговомзажиме 2, к другому концу детали через подшипник и тягу прикладываетсяизгибающий момент, создаваемый грузом Р, ролик 3 для поверхностногопластического деформирования с нагрузкой Р, = 196 Н, что обеспечивает конкретные напряжения, превышающие предел текучести материала (б900 МПа).Сущность изобретения заключается в том, что предварительно проводят упругое циклическое деформирование детали машин за счет внешнего нагружения, после чего проводят наклеп в фазе упругого растяжения материала. После наклепа внешние нагрузки снимаются, внутренние слои сжимаются и дополнительно к остаточным напряже ниям от наклепа 6, добавляются напряжения от упругого сжатия материала из-за предварительного растяжения .,материала до напряжений б . Остаточные сжимающие напряжения в поверх- ностиЯ складываются из напряжеост синий от пластической деформации и упругих напряжений, равных по абсолютной величине 6 где б - сжимающие напряжения нан,сжклепа;б - растягивающие напряженияРпри упругой деформации;- коэффициент остаточностинапряжений (( 1);остаточные сжимающие наост, спряжения,Остаточные сжимающие напряжения ( ост, с могут достигать больших значений за счет значительного предварительного упругого растяжения даже при относительно малом наклепе и соответственно малых 6П р и м е р. Испытания проводят на цилиндрических образцах из стали. Размер и форма образцов соответстуют ГОСТУ. Перед началом экспери 5490 гмента образцы подвергают термообработке на Б = 1200 МПа.Усталостные испытания проводятна машинах при скорости вращенияшпинделя 3000 об/мин. Наклеп (накатка) поверхности образца в зоне концентратора напряжений создают роликом из стали диаметром 22 мм приудельном давлении в зоне контакта 10 2900 МПа.Режим испытания: изгибающая нагрузка Р = 196 МН, что соответствует напряжениям растяжения в образцев зоне наклепа бд = 455,58 МПа.Давление на ролик задается нагрузкой Р, = 196 МН, что соответствуетконтактным напряжениям на поверхности образца (7900 МПа.Для сравнения известных способовупрочнения и предлагаемого, выбирают шесть режимов испытаний.Режим. 1. Определение исходнойдолговечности. Образец испытываютдо разрушения. Нагрузка на образец 25 Р = 127,4 Н.Режим 2, Упрочнение изгибом. Вращающийся образец нагружается под нагрузкой (3500 оборотов), плавно разгружается без остановки машины, затемиспытывается до разрушения. Упрочняющая нагрузка Р = 156,8 Н, нагрузка;ипри испытаниях Р, = 127,4 Н, по 11.Режим 3. Упрочнение обкаткой роликом ненагруженного образца. Нагруз ка на ролик Р, = 196 Н. После этогоиспытания до разрушения Р = 127,4 Н.Режим 4. Последовательное упрочнение изгибом и обкаткой роликом ненагруженного образца(режимы 2 и 3 по следовательно). После этого испытания до разрушения. Р = 127,4 Н(по Я + наклеп).Режим 5. Наклеп обкаткой роликомпри статическом растяжении Р, = 196 Н, 45 Р с, = 19,6 кН. Затем испытания доразрушения Р = 127,4 Н, по 21 .Режим 6, Наклеп обкаткой роликомпри циклически изменяющемся растягивающем напряжении, Р = 196 Н, 50 Р = 127,4 Н, после этого испытаниядо разрушения, Р = 127,4 Н.Результаты испытаний даны в таблице,Полученные результаты показывают,что на режимах, соответствующих известным способам упрочнения, значения коэффициента упрочнения лежат вНаклеп при циклическо Определениискоднойдолговечно ти прочнениебкаткой Последовательное упрочнениеизгибоми обкатне- Упрочнеа- ние обкаткойроликом рактеристики спосо ние игибомЯ агруиении при статическом рас тякении,3(предлагае" мцй способ) оликат Рек Значения долговеч" ности, тмс. циклов 88,50 120,30 4670 369,9 356 9,8 55,600 31,30 223,3 58,0073,800 312,00 236,50 33,000 59,700 74,500 106,400 124,900 8 46,90 20,50 37,50 54,10 39,30 75,5 12,3 351,000 45,7 854,000 177,100 553,700 56,500 038,40 1628,400 1114,500 1296,600 1234,3005,967 Средний логарифм 763,23 101 Составитель А Техред И.Хода улем ректор С. Шекмар ак Гуньк ч Заказ 2318 27 Тираж 549сударственного комитета ССС елам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб., д Подпис ВНИИПИ по 3035, МПроизводственно-полиграфическое предприятие Ужгород, ул. Проектная,3 1315490 4 пределах 1,86-2,4. Максимальное уве- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я личение долговечности получают приупрочнении образцов по предлагаемо- Способ упрочнения деталей, вклюму способу (коэффициент упрочнения чающий упругое растяжение и одновре) . менное поверхностное пластическоеТаким образомиз результатов ис- деформирование роликом, о т л и - пытаний видно, что ни один из извест- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ных способов по отдельности, ни при- повьпдения циклической долговечности менение комбинаций иэ них не дают деталей, упругое растяжение осущестстоль высокой эффективности как пред вляют циклически путем вращения с конлагаемый способ упрочнения. сольным изгибом.