Способ снятия остаточных напряжений в трубных заготовках

,К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 041178 (21) 2681559/25-27 (51) М. Кл. Союз Советских Социалистических РеспубликВ 23 Р 25/00 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю,Г. Проскуряков, А.Н, Исаев, В,Н, Романов и ф.ф Валяев Завод сельскохозяйственного машиностроенияфЛиепайсельмаш(54) СПОСОБ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРУБНЬИ ЗАГОТОВКАХ Изобретенив относится к областитехнблогии машиностроения и можетбыть использовано для снятия в труб"йых заготовках остаточных напряжений после выполнения таких операций, как калибрование, объемноедорнование и др,Снятие остаточных напряжений вхолоднодеформированных трубных заготовках является самостоятельнойтехнологической операцией, предшествующей механической обработке заготовок фреэерованием, зенкерованием,черновым растачиванием и др, Снятиеостаточных напряжений обеспечиваетповышение точности процессов механической обработки, особенно в труб-ных заготовках, имеющих переменнуюпродольную и диаметральную жесткость,Известен способ снятия остаточныхнапряжений в трубных заготовках путем создания дополнительных объемныхнапряжений одновременным воздействиемна заготовку вибраций, круговых движезний и крутильных колебаний (1Основным недостатком известногоспособа является то, что он обеспечивает снятие остаточных напряженийтолько на 50-70 Ъ, что в ряде случаев(например, при механической обработкеразностенных трубных заготовок) явля:ется недостаточнымВторым недостаткомизвестного способа является сложностьтехнологии из-за необходимости одновременного воздействия на заготовку трех совершенно различных видоввозмущающих движений, а также тем,что оптимальные рабочие режимы способа подлежат предварительному экспериментальному определению,Целью изобретения является снижение уровня остаточных напряжений иупрощение технологии.Поставленная цель достигаетсятем, что после создания дополнительных объемных напряжений производятпластическую осадку заготовки достепени осевой деформации в пределах0,3-3,5, при этом дополнительныеобъемные напряжения создают упругопластической раздачей заготовки повнутренней поверхности на 0,1-5,0,На фиг, 1 схематически изображенараздача трубной заготовки путем напрессовки ее на оправку с определенным натягом; на фиг, 2 - схема осадки заготовки на оправке; на фиг, 3эпюры окружнык напряжений.Основным приемом предлагаемогоспособа является пластическая осадкатрубной заготовки, обеспечивающаясогласно теоретическим и экспериментальным исследованиям значительноменьшую величину остаточных напряжений, чем,например, объемное дорнование. Однако, при пластической осадке тонкостенных заготовок типа гильзи длинных цилиндров неравномерноеувеличение диаметра отверстия заготовок приводит к потере их продольнойустойчивости что исключает использование процесса в чистом виде дляснятия остаточнЫх напряжений,Для устранения этого недостаткапредлагается использовать окружныенапряжения растяжения, предварительнонаведенные в стенках заготовки придеформации упруго-пластическойраздачи. Эту деформацию осуществляют,например, напрессовкой заготовкина оправку с определенным натягомили путем создания в полости заготовки определенного гидравлического давления и др. В процессе последующей осадки эти напряжения растяжения препятствуют радиальномутечению металла до тех пор, покаони не будут полностью компенсированы окружи ми напряжениями сжатияот осевого нагружения заготовки,Таким образом, предлагаемый способ состоит в пластической осадкезаготовки до степени осевой деформации в пределах 0,3-3,5 с предварительным созданием дополнительныхобъемных напряжений упруго-пластической раздачей заготовки по внутренней поверхности на 0,1-5,0,Осевая деформация свыше 3,5приводит к потере осевой устойчивостии появлению бочкообразности заготовок. Упруго-пластическая деформация раздачи заготовки свыше 5может привести к появлению микротрещин и разрывам заготовок труб.Способ осуществляется следующимобразомОбработанную дорном трубную заготовку 1 (см, фиг, 1) напрессовывают с усилием Р на оправку 2 сопределенным натягом, обеспечивающимдеформацию раздачи заготовки повнутренней поверхности на 0,1-5,0,Эпюра возникающих при этом дополнительных окружных напряжений растяжения Й показана на фиг. 3, Затемнапрессованную на оправку 2 эаготовоку 1 подвергают пластической осадке(см, фин, 2) под действием усилияосадки Р до осевой деформации 0,33,5. При этом в заготовке возникаютокружные напряжения сжатия 6ф 2.благодаря которым суммарная эпюраокружных напряжений приобретает вид6 (см. Фиг, 3), Дальнейшая осевая деформация заготовки 1 приводитк появлению пластических деформаций сначала у отверстия, а потом повсей стенке заготовки. Эпюра соответствующих этому состоянию напряжений 6 д показана на фиг, 3 штриховой лййией, При этом для предотвращения неравномерного радиального течения и отрыва металла отповерхности оправки приводящихк потере продольной устойчивостидеформируемой заготовки, осевоедеформирование прекращают в тот момент, когда осевая деформацИя достигает предела (0,3-3,5),П р и м е р, Партия трубныхобразцов из стали 45 в количестве25 штук, имеющих отверстие со сред 15 ним диаметром 32, 105 мм и относительную толщину стенки 1,25, былапредварительно обработана многозубым дорном с общим натягом 1,6 мм,Измеренные в средней части образ 20 цов отверстия имели после дорнования средний диаметр 33,539 мм сполем рассеяния 0,0366 мм, соответствующим 2 а классу точности, Напрессовка образцов на оправку осуществлялась с натягом 0,5 мм,обеспечивающим деформацию раздачипо внутренней поверхности на 2,5,Усилие напрессовки составляло18,5 тс, Пластическая осадка образцов осуществлялась на гидравли-.Ю ческом прессе по упорам с усилиемосадки 35 тс, .Осевое деформированиепрекращалось.при осевых деформацияхобразцов, составляющих 2. Исходныйуровень остаточных осевых и окружных35 напряжений в образцах составлял соот.ветственно 18 и 21 кГс/мм ,Послеприменения способа уровень напряженийбыл снижен до 2,5 кГс/мм , что составило 12-14 от исходного уровня40 остаточных напряжений, Эти напряжения возникли в результате пластической осадки образцов, Кроме того,после снятия остаточных напряженийописанным способом средний диаметротверстий образцов в тех же сечениях увеличился до 33,574 мм с одновременным уменьшением поля рассеяниядо 0,0234 мм, что соответствует 2классу точности,После снятия остаточных напряженийсогласно предлагаемому способу снаружных поверхностей образцов снимались слои металла в виде лысокглубиной до 3,5 мм. При этом искажений геометрии отверстий образцовпрактически не наблюдалось, тогда как некруглость образцов после дорнования составляла 0,05 мм.Предлагаемый способ позволяет снизить уровень остаточных напряжений на 85-100. Кроме того, способ обеспечивает повышение точности отверстий заготовок при некотором увеличении их внутреннего диаметра, а также способствует повышению точности при выполнении последующих операций774904 Формула изобретения Составитель О, КорабельниРедактор Т. Морозова ТехредМ.Петко орректор О. Би Подпис ираж 1160 дарственного к обретений и о Ж, Раушскаэ 7 б 18/21 ВНИИПИ Гссу пс делам и 113035, Москвмите рыт я н д, 4/ Филиал ППП Патент, г, ужгород, ул, Проект механической обработки заготовок,Способ характеризуется простотойтехнологии. Способ снятия остаточных напряжений в трубных заготовках путем создания дополнительных объемных напряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения уровня остаточных напряжений и упрощения технологии, после создания дополнительных объемных напряжений производят пластическую осадку заготовкидо степени осевой деформации в пределах 0,3-3,5,при этом дополнительные объемные напряжения создают упруго-плас",ической раздачей заготоькипо внутренней поверхности на 0,15,0,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ф 403530, кл, В 23 Р 25/00, 1971.