Способ обработки изделий из ферромагнитного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 21 В 1 И ЕНКЫЙ КОМИТЕТ ССС Бюл. У 20в, Ю,Р.Янус,(088.8)Ф 3622404,1971.ая сварка, 1979,(54) СПОСОБ ОБРОИАГНИТНОГО МА(57) Изобретенмашиностроения зовано при опе ний в изделиях ческой обработ х снятия напряж после св и механи Цель изобретения(56) Патент СШАкл. С 21 П 1/04АвтоматическВ 9, с,64,АБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФТЕ РИАЛА е относится к област и может быть испольулучшение качества иэделия эа счет снижения образования трещин и повыше ние производительности процесса за счет уменьшения времени обработки. Производят виброобработку изделия с амплитудой колебаний А = К (ЙНЙ г)., где К - коэфФициент пропорциональФ 1ности, учитывающий изменение магнитных свойств материала при деФормации ЙНсй- скорость изменения козрцитивной силы, Контроль уровня напряжений проводят в участках изделия, определяющих его геометрическую стабильность. О процессе релаксации пиковых напряжений судят по скорости изменения коэрцитивной силы, а прекращение обработки осуществляют при значении йНсй= 0,1 ил.1 131Изобретение относится к обработкеиэделий с помощью вибрации и можетбыть использовано в машиностроениипри операциях снятия напряжений виэделиях после сварки и механическойобработки,Цель изобретения - улучшение качества изделия за счет снижения образования трещин и повышение производительности процесса за счет уменьшения времени обработки,Сущность изобретения заключаетсяв том, что вибрационную обработку ведут с созданием напряжений при которых в выбранных участках изделияпроисходит локальная пластическаядеформация, определяемая по скорос -ти изменения коэрцитивной силы, которая пропорциональна скорости релаксации внутренних напряжений, причемйНвеличину -" измеряют непрерывс 1 тно в течение всего процесса и моментокончания обработки определяют постабилизации коэрцитивной силы воЙНсвремени т,е. при --- = О.вЯПластическая деформация в материале изделия при циклических нагрузках может протекать при напряжениях значительно меньших предела текучести, Следовательно, при циклическом нагружении можно получить локальную пластическую деформацию научастках с пиковыми значениями напряжений и вызывать процессы релаксации при нагрузках, когда сумма остаточных и динамических напряжений значительно ниже предела текучести материала, При этом, пластическая деформация в макрообъеме изделия не происходит,На практике для конкретных узлови деталей обработка для снятия напряжений обычно проводится с цельюснятия напряжений в наиболее ответственных частях изделия, для чеготермообработке подвергается все изделие. При этом происходит равномерное снижение предела текучести материала всего изделия, вследствие чего по окончании процесса обработкиизделие получается с повышенным изменением геометрических размеров,При вибрационной обработке,. например, по ЧБК методу, процесс идет также до тех пор, пока изменение уровнянапряжений не произойдет во всем 3882 2макрообъеме изделия, что значительно увеличивает время обработки, аэто может привести к нежелательнымпоследствиям, таким как образованиетрещин. Для подавляющего большинства конкретных узлов достаточно получить снятие напряжений в отдельных,наиболее ответственных частях (участках), определяюших геометрическую10 стабильность. Для этого необходимополучить в этих частях локальнуюпластическую деформацию, вызывающуюрелаксационные процессы. О протекании процесса локальной пластической15 деформации а следовательно, и о процессе релаксации пиковых напряженийможно судить по скорости изменениявеличины коэрцитивной силы.Наиболее сильная зависимость ве 20 личины коэрцитивной силы от пластической деформации наблюдается в начальной стадии процесса пластического деформирования при значении относительной деформации Е = (0,1-2) .Релаксация внутренних остаточныхнапряжении сопровождается переходомв микропластическую деформацию(О 1 - 0,57) в локальных объемах материала. Это может происходить при.ф внешних напряжениях 6 = (0,050,5)Ь, где Ь- предел текучестиматерйала. Эти величины лежат в интервале деформаций, которыми сопровождается процесс вибрационного сня 35 тия остаточных напряжений, Чем интенсивнее происходит процесс релаксации остаточных напряжений, тем выше скорость изменения коэрцитивнойсилы.40На чертеже изображен график изменения во времени коэрцитивной силыпри виброобработке детали (рычаг):1 - зависимость коэрцитивной силыдля динамических напряжений 25 МПа;45 2 - то же, для 35 МПа,П р и и е р Вибрационная обработка выполняется на установке Ре 1зонанс . Установка позволяет плавноизменять частоту вибрации в интерва 50 ле от 5 до 200 Гц, амплитуду от1000 до 3000 мкм и вибрационное,усилие от 3000 до 15000 н. Обработкавыполняется на резонансной частотедетали (рычаг), которая составляет55 76 Гц, На детали (рычаг) необходимоснять напряжения в зоне термического влияния сварного шва и околошовной зоне (до 60 мм от оси сварногоВибрационная обработка по предлагаемому способу сокращает время цикла на 50-607, позволяет получить более низкий уровень остаточных напряжений (за счет исключения наводкивторичных напряжений), а также точноопределить моменты начала и окончания процесса протекания локальнойпластической деформации, а следовательно, релаксации пиковых напряжений, Кроме этого, способ позволяетповысить качество виброобработки засчет выбора оптимальных параметров,т.е, амплитуды, частоты и времениобработки, исключить возможностьвозникновения трещин в процессе виброобработки изделия и в дальнейшейего эксплуатации, а также измененияразмеров изделия во времени; сокращается цикл виброобработки для снятия напряжений, что повышает производительность труда, сокращает энергозатраты, а также повышается качество изделий, так как исключаетсявозможность образования (наводки)вторичных напряжений,Ф о р м у л а изобретения Способ обработки изделий из ферромагнитного материала, включающий вибрацию с заданной амплитудой колебаний, контроль уровня напряжений магнитоупругим.методом в локальных участках изделия, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества иэделий путем снижения образования трещин и повышения производительности процесса, вибрацию осуществляют с амплитудой колебаний А=1 ( - )ЙНсдл 9 50ан,(1 Гщскорость изменения коэрцитивной силы, А/м с,с 1 Н спричем --- = (3-6) А/м с, а55 ДТ.контроль уровня напряжений проводятпо скорости изменения коэрцитивнойсилы,3 1313882шва), поэтому в этой зоне в процессе обработки прибором, разработанном на предприятии, непрерывно измеряется величина коэрцитивной силы,которая первоначально составляет30 А/м, Изменение величины коэрцитивной силы начинается при динамическихнапряжениях 25 МПа, .При этомЙНс2 0 (кривая 1) что находитС 1 г9 10ся вне пределов значений предложенс 1 Н сного интервала в в= (3-6) ф Далее1 ьусиливают режим виброобработки и создают, в обрабатываемой детали напряжение величиной 35 МПа (кривая 2) .После 1 мин обработки значениекоэрцитивной силы уменьшается до1 Н,25 А/м при этом в= 5. ПродолжаяФд 7 20виброобработку на этом режиме, получают через 2 мин Н -20 А/м далеечерез три, четыре и пять минут получают соответственно значения коэрцитивной силы 15; 10; 10 А/м т.еЙНспосле пяти минут обработки,с г- На этом обработка закончена,При обработке с начальным значениЙНс 30ем --- 2 процесс продолжаетсяЙНс20 мин при --- 7 в рычаге обраэовались микротрещины после обработкив течение 3 мин,Для получения сравнительных данных выполняют вибрационную обработку на партиях деталей по ЧБК методуи по известному способу,После различных способов обработки в деталях измеряется уровень остаточных напряжений рентгеновскимометодом на установке ДРОН-З.Данные приведены в таблице,При обработке по ЧИК методу время 45где 1 сопределяют по снижению силы токавибратора, которое составляет 203и его значение стабилизируется через 17 мин,При обработке по известному способу, уровень напряжений измеряетсямагнитоупругим методом приборомИН, конструкции Киевского политехнического института. Через 3 минпосле начала обработки показанияприбора начинают изменяться неоднозначно и стабилизируются через14 мин, - коэФФициент пропорциональности, учитывающий изменение магнитных свойств материала при вибрации в мас/А;1313882 АмплиВид обработки напряжений, МПа мм 0,8 Метод ЧБК 17 100 0,8 100 Известный способ Предлагаемый способ 80 1,25 Нижний предел предложенногоинтервала 80 0,75 1 О Верхний, предел предложенногоинтервала 20 90 0,5 Нижнее запредельное значение Появились Верхнее запредельное значение 7 сварного шва км Т 550 Подписенного комитета СССРетений и открытий-35, Раушская наб., д,4/5 н судар ам иэ скв роиэводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 Редактор И.СегляникЗаказ 2182/26 НИИПИ по д 13035, Скоростьизменения коэрцитивной силыЙНс А й м Р 4 Ютавитель А,Кулеред А.Кравчук туда колебаний, А Времяобработки,мин Уровеньостаточных трещиныв зоне термовлияния