Способ обработки металлических изделий

20 1 1353826Изобретение относится к области обработки иэделий вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий н металлургической1) промышленности, сварочном производстве и машиностроения.Цель изобретения - улучшение качестна обработки путем наиболее полного снятия остаточных напряжений перного и второго родов.Сущность изобретения заключается в том, что при вибронагружении поддержание постоянным оптимального значения амплитуды напряжений осу ществляют изменением площади опор по математической зависимости где Р - первоначальная площадьоопор;Г - требуемая площадь опор;м - первоначальная частота; 25ю - требуемая частота.Изменение площади опор позволяетплавно изменять амплитуду напряжений (уровень динамических напряжений) в изделии или при изменении З 0частоты колебаний поддерживать еепостоянной и,следовательно,использовать при вибрационной обработкеразличных деталей оборудование сузким диапазоном частот, Это обусловлено тем,что при изменении площади опор меняется длина свободной(неопертой) части изделия,что приводит к изменению частоты собственныхколебаний изделия, В то же время изменяется момент от действия инерционных нагрузок на изделие при вибрации. Оба фактора влияют на амплитуду напряжений (уровень динамическихнапряжений) в иэделии при постояннойчастоте колебаний в одном направлении -увеличивают ее значение при уменьшении площади опор, и наоборот, Приизменении частоты колебаний изменение площади опор позволяет поддерживать амплитуду напряжений на одном, заранее выбранном, уровне,Опытные работы на ряде деталейи узлов при экспериментальном подборе параметров процесса вибрационного снятия напряжений показали,что для поддержания выбранного уровня динамических напряжений необходимо соблюдать условие П р и м е р. Выполняют вибрационную обработку детали - колонки с целью снятия остаточных напряженийпосле предварительной механическойобработки,Колонка является основой геодезического теодолита на которой крепится вся оптическая часть прибора поэтому к колонке предъявляются жесткие требования по стабильности геометрических размеров впроцессе окончательной механическойобработки, сборки и эксплуатации.Наиболее ответственные участки деталей - места перехода (соединения)стоек к основанию, Напряжения в этихучастках в наибольшей степени влияютна стабильность расстояния между стойками (допуск по чертежу 0,02 мм),Поэтому исследования выполняют вплане снижения напряжения именнона этих участках.Уровень напряжений 1-го и 2-города в деталях замеряется рентгеновским методом на установке ДРОН.Вибрационную обработку деталей выполняют на вибростенде 2365-Р с установкой Резонанс с регулируемойчастотой вибрации 5-200 Гц, Вибростенд может работать также со строительным вибратором ИВ, Колонкаустанавливается на верхнюю плитувибростенда с различными схемами базирования, при которых определяетсярезонансная частота детали.Первоначально колонка устанавливается основанием непосредственнона верхнюю плиту вибростенда, приэтом резонансных пиков в диапазоне частот 5-200 Гц не наблюдаетсяи амплитуда напряжений не превышает 0,2-0,4 МПа при частоте 200 Гц,Заметного снижения остаточных напряжений при обработке с такой амплитудой напряжений не происходит.Далее колонка устанавливаетсяне верхнюю плиту вибростенда черезпрокладку (опору) площадью 0,0036 м(60 хбС мм), При такой установке ичастоте 190 Гц в колонке появляется резонансный пик и амплитуда напряжений составляет 10 К 1 а. Вибрационная обработка при найденных параметрах в течение 10 мин позволяетснизить остаточные напряжения 1-го3826 Как видно иэ таблицы, использование предлагаемого способа позволяет изменять частоту обработки в ши 5роких пределах и получать снижениеостаточных напряжений в деталях прилюбом из приемлемых значений частот,Применение предлагаемого способапозволит упростить конструкцию вибрационного оборудования за счет сужения рабочего диапазона частот,снизить трудоемкость по сравнениюс известным способом за счет отказа15 от операции жесткого соединения деталей между собой, а также повыситьэффективность снижения напряженийв деталях, имеющих высокие значениярезонансных частот при использова"2 О нии простого оборудования.Способ позволит широко применятьоборудование с постоянными параметрами вибрации например строительныевибраторы с постоянной частотой25 50 Гц для снятия напряжений в изделиях, при этом снижение уровня остаточных напряженийв изделиях небудет ниже,чем при работе на дорогостоящем оборудовании с регулируе"ЗО .мыми параметрами. Способ обработки металлических изделий, включающий установку изделия 35 на опоры с заданной площадью,вибрацию при резонансной частоте колебаний, контроль амплитуды напряжений ичастоты колебаний в процессе обработ"ки, поддержание постоянной амплиту О ды напряжений путем изменения частоты колебаний, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью улучшения качества обработки путем наиболееполного снятия остаточных напряке;ний первого и второго родов, измене.ние частоты колебаний ы осуществляют изменением площади опор Р Г = 0,000182 мРазмеры новой опоры 30 х 60 мм.При вибрационной обработке по 45 предлагаемому способу, т.е. . с площадью опор 0,000182 м и при частоте 50 Гц, получают значение ампли; туды напряжений в деталях 10 МПа и снижение остаточных напряжений 1-го и 2-го рода такое же, как при обработке с частотой 190 Гц и площадью опор 0,0036 м.Результаты обработки по известному и предлагаемому способу приведены в таблице. по зависимости опоры. з135 рода с 65 до 25 МПа, а второго рода - с 55 до 20 МПа,Учитывая, что колонка является деталью массового пройзводства,для ее вибрационной обработки наилучшим вариантом оборудования является вибростенд с вибратором типа ИВ, работающим с постоянной частотой колебаний 50 Гц. Поэтому задача экспериментальных работ сводится к сиикению частоты колебаний колонки со 190 и 50 Гц или получению в детали при частоте 50 Гц амплитуды напряжений 10 МПа.Повышение возбуждающей силы вибровозбудителя до максимальной (1,5 т) при данной площади опоры при частоте 50 Гц позволяет получить в колонках амплитуду напряжений только 1 МПа.Жесткое закрепление нескольких деталей между собой (по две,три,четыре) согласно известному способу также не дает положительных результатов,поскольку в резонанс при частоте 50 Гц входят не сами детали, а соединяющие их перемычки,при этом динамические напряжения в деталях составляют 1,5 МПа.Учитывая отрицательные результаты указанного опыта, изменена площадь опоры - прокладки между колонкой и верхней плитой вибростенда. Новое значение площади определяется по математическому выражению согласно предлагаемому способу. Формула изобретения где ц и Р - соответственно первоо оначальные частота колебаний и площадьКорректор Л. Патай Редактор В,Петраш Заказ 5672/25 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5