Способ обработки металлических конструкций

. Вюл. В 21ков, Г.В.Сутырин, 10.Р.Янус и Д,В.Куд.78 8) танинВ 1/16, опублик еликобр л. В 06 де 21 СР81. т 3 АЛЛ станов 1 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54)57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕ КИХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий ку вибратора на поверхности, измерение резонансных частот конструкции,вибрацию ня всех резонансных часто-тах последовательно по замкнутомуциклу, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снятия остаточных напряжений, после измерения резонансныхчастот конструкцию предварительноподвергают вибрации на максимальнойрезонансной частоте, определяют узловые зоны на различных поверхностяхконструкции при этой частоте, а вибратор устанавливают в узловых зонахповерхности с минимальным количеством узловых зон,510 20 123Изобретение относится к обработке деталей для снижения внутренних напряжений, в частности к вибрационной обработке, и может быть использовано при изготовлении изделий в металлургической промышленности, сварочном производстве, промьппленности машиностроения и приборостроения.Цель изобретения - снятие остаточных напряжений.На фиг. 1 изображена схема оболочки типа "Переход" и показано расположение узловых зон колебаний при резонансной частоте по торцам детали, (здесь 1 - узловые точки); на фиг.2 схема оболочки с торцовой части (2 - узловые точки); на фиг. 3 - развертка детали (изображены пунктиром узловые линии колебаний и форма колебаний детали, определенная на резонансной частоте, максимальной по вели чине в диапазоне рабочих резонансных частот, стрелкой 4 показана оптимальная зона ввода колебаний).Способ реализуется следующим образом.На конструкцию в произвольном месте устанавливают вибратор с регулируемой частотой вибрационного воздействия. Определяют диапазон рабочих резонансных частот конструкции путем сканирования частоты вибрацион. ного воздействия. Из числа найденных резонансных частот конструкции выбирают резонансную частоту, максимальную по величине, и подвергают конструкцию вибрации. Для детали типа "Переход" (фиг, 1) эта частота 1 При вибрировании на этой резонансной частоте определяют форму колебаний конструкции, отмечая на чертеже места с минимальной, практически нулевой амплитудой колебаний - узловые линии и зоны (фиг. 1), Находят поверхность конструкции с минимальным количеством узловых зон. Для "перехода" эта поверхность проходит по торцу малого диаметра. При этом узловые линии пересекают поверхность под углом и проявляют себя в сечении в виде узловых точек (зон). Три узловых зоны имеется но торцу малого диаметра (фиг. 1). Отмечают на конструкции положение этих узловых зон, прекращают вибрирование и устанавливайт вибратор в одну из узловых зон найденного сечения, т,е. на торце малого диаметра конструкции типа "Переход" (фиг, 2). В дальнейшем проводят полную виброобработку конструкции, возбуждая все резонансные частоты рабочего даипазона последовательно но замкнутому циклу, причем начинают цикл виброобработки на резонансной частоте, при которой выбрано положение зоны ввода колебаний, в частности для "перехода" начинают обработку с частоты ГПодвергая вибрации на максимальной по величине резонансной частоте рабочего диапазона резонансных частот по форме колебаний конструкции,определяют оптимальное положение зоны ввода колебаний в конструкцию,т.е. наилучшее с точки зрения эффективности обработки место установки вибратора на конструкции или крепления обрабатываемой конструкции навиброплатформе, Определенная таким образом, эона ввода колебаний соответ"ствует наиболее жесткой части сложной конструкции из числа тех, собственные резонансные частоты которых лежат в рабочем диапазоне резонансных частот. Причем, если рабочий диапазон собственных резонансных частот конструкции используют не полностью в силу ограниченных возможностей применяемого виброоборудования, найденная предложенным способом зона ввода колебаний является оптимальной с точки зрения эффективности обработки.Ввод колебаний в конструкцию, осуществляемый в менее жестких ее частях, приводиг при виброобработке к снижению интенсивности колебаний более жестких частей на соответствующих частотах обработки, т,е. снижает эффективность и качество обработки более жестких частей сложной конструкции.Повышение интенсивности колебаний более жестких участков конструкции за счет увеличения силы вибрационного воздействия в ряде случаев приводит к чрезмерно высокой интенсивности колебаний менее жестких частей сложной конструкции, что может привести к появлению трешин при виброобработке, Это требует обоснованного выбора зоны ввода колебаний в сложную конструкцию,Кроме того, начиная цикл обработки на резонансной частоте, при которой выбрано положение эоны ввода колебаний, можно реализовать мягкий режим обработки для всех зон и частей сложной конструкции. Это имеет235931 4 55 3 1 значение в начале процесса виброобработки участков конструкции, пиковые значения остаточных напряжений в которых достигают предела текучести (например, сварные швы). Приложение значительных циклических нагрузок к таким участкам может привести к появлению трещин при виброобработке, Обоснованный выбор зоны ввода колебаний и начальной резонансной частоты цикла обработки позволяет сделать управляемым начальный период обработки для всех участков конструкции с критическими значениями величин остаточных напряжений.П р и м е р. Проводят виброобработку штампно-сварной детали типа "Конический переход И 1010 х И 720 х х 20 мм". Перед проведением вибрациОнной обработки определяют рабочий диапазон резонансных частот, включающий в себя все резонансные частоты детали в пределах диапазона частот, реализуемых используемым виброоборудованием. В частности, для этой детали диапазон рабочих частот, возбуждаемых виброоборудованием, 0-133 Гц, резонансные частоты перехода" в этом диапазоне частот й 1 = 87 Гц и Е = 112 Гц. Таким образом, наибольшая резонансная частота детали в рабочем диапазоне частот составляет й = 112 Гц, На резонансной частоте 2Г определяют форму колебаний детали, При этом достаточно знать место положения с минимальной амплитудой колебаний - узловых линий (узловых точек, если рассматривать по поверхности, пересекающей узловые линии), Узловые зоны в сечениях, проведенных по торцам большого и малого диаметров "перехода" на резонансной частоте Г , показаны на фиг. 1. По поверхности большого диаметра их количество равно четырем, а по поверхности малого диаметра - трем. Это значит, что ввод колебаний необходимо осуществлять со стороны торца малого диаметра "перехода", а наилучшее и более надежное крепление вибратора реализуется в зоне пересечения узловой линии с сечением малого диаметра перехода", имеющим 3 узловых зоны.Для сравнения эффективности ввода колебаний измеряют амплитуду колебаний торцов большого и малого диаметров на различных резонансных часто 51 О 15 20 25 ЗО 35 4 О 45 тах при двух вариантах места ввода колебаний (крепления вибратора),При установке вибратора на "Переход" в узловой зоне со стороны торца большого диаметра получены амплитуды колебаний: А, = +0,5 мм торца малого диаметра при А = +2,5 мм торца большого диаметра йа резонансной частоте 1 = 87 Гц, что достаточно для эффективной обработки торца "перехода" по большому диаметру и явно неудовлетворительно для обработки торца дета. ли по малому диаметру. Попытка достичь увеличения амплитуды колебаний торца малого диаметра путем увеличения силы вибрационного воздействия приводит к чрезмерно высокой амплитуде колебаний торца большого диаметра А= +2,5 мм при А = +10 мм, что может привести к появлению трещин. При вводе со стороны малого диаметра перехода рассеяния энергии в материа. ле детали на внутреннее трение позволяет проводить виброобработку на более высоких амплитудах колебаний торца малого диаметра при менее значительном росте амплитуды колебаний большого диаметра. Так, на резонансной частоте Г = 87 Гц ввод колебаний со стороны торца малого диаметра обеспечивает равномерное распределе-. ние амплитуд колебаний А -- 2,5+ +2,5 мм при А = +3 мм, что обеспечи. вает повышенную эффективность обработки детали и улучшает качество обработки, т.е. сокращение времени обработки при более равномерном снижении остаточных напряжений по детали. Таким образом, остаточные напряжения снижены на 607 и в области малого диаметра детали, и в области большого диаметра в отличие от известного способа в случае крепления вибратора со стороны торца большого диаметра, ког. да снижение напряжений в области малого диаметра не превышало 233,Использование предлагаемого спасо.ба вибрационной обработки сложных конструкций позволяет получить более.значительное снижение напряжений в наиболее жестких местах конструкции, получить более равномерное распределение внутренних напряжений, чтообеспечивает повышенную стабильностьсвойств материала и надежное сохранение размеров обработанных деталейпри их эксплуатации.-г ставитель А.Кулеминхред Л.Олейник. оректор В. Бутяга дактор П.Кассе Тираж 552 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.