Способ обработки металлических изделий и устройство для его осуществления

(51 Е ИЗОБРЕТ И Н АВТОРСНО ВИДЕТЕЛЬОТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 4158687/31-02 (22) 0812. 86 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса и Каунасское станкостроительное производственное объединение им. Ф,Э,Дзержинского (72) Р.1 О.Бансявичюс, В.В.Волков и М.И.Долгин (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельствр СССР У 804699, кл, С 21 0 1/30, В 23 В ,1/00, 1979Авторское свидетельство СССР У 559970, кл, С 2 1) 1/ЗО, 1975(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделий в приборостроении. Цель изобретения - улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия. Изделие стержневой конструкции нагружают сосредоточенной массой и вибрируют, перемещая сосредоточенную массу по длине конструкции, а час тату вынужденных колебаний задают такую, при которой достигаются максимальные смещения свободного конца конструкции относительно массы, Способ реализуется устройством, в котором вибростенд 1 возбуждает в стержневой конструкции 2 вынужденные колебания. Генератор высокочастотных колебаний 5 вырабатывает сигнал на перемещение установленного на свободном конце конструкции 2 узла 4, на котором за креплена сосредоточенная масса 3. Последняя двигается вдоль стержневой конструкции непрерывно с минимальной скоростью, позволяющей обработать стержневую конструкцию во всех точках равномерно, возбуждая в них максимальные напряжения. Прл перемещении массы 3 сигналы преобразователей 7 и 8 через усилители 9 и 10 передаются в блок слежения 11, который вырабатывает сигнал для перестройки частоты вибростенда 1 таким образом, чтобы получить наибольшее смещение свободного конца конструкции по сравнению со смещением массы 3. 2 с.п, Ф-лы, 1 ил, 1399355Изобретение относится к обработке 1 еталлов вибрацией и может быть использовано при изготовлении изделийприборостроении,5Цель изобретения - улучшение качетва путем равномерного снятия оста- очных напряжений по длине изделия.Сущность способа заключается вом что вынужденные колебания жестко ; акрепляемого конца стержневой кон(струкции заставляют колебаться свободный ее конец на резонансной частое с максимальной амплитудой, Максим альные напряжения при этом создаютсязоне закрепления конструкици. Эфективное снятие остаточных напряжей происходит именно в данной зоне. целью достижения максимальных напряений в любом сечении по длине конструкциии и уменьшения резонансных астот ее свободный конец нагружают осредоточенной массой, перемещаемой то длине конструкции. Механическая истема в этом случае имеет два ярко25 выраженных резонансных пика. При принудительном передвижении массы по ине конструкции по заданному закои поддерживании максимальных смен ений свободного ее конца максималье напряжения, необходимые для сняия остаточных напряжений, создаютсяместе крепления сосредоточеннойассы, Таким образом, при равномерномм перемещении сосредоточенной массы 35 доль стержневой конструкции остаточке внутренние напряжения в стержнеой конструкции также снимаются равомерно по ее длине.На чертеже изображено предлагаемое 40 устройство.Устройство содержи; вибростенд 1, ва котором консольно закреплена стержневая конструкция 2, нагруженная со=45 средоточенной массой 3, которая свя- . зана с конструкцией при помощи узла/4 крепления, представляющего собой вйбродвигатель, присоединенный к генератору 5 высокочастотных колебаний через коммутатор 6. На массе 3 и сво 50 б 1)дном конце конструкции 2 установле- нЦ преобразователи 7 и 8, которые через усилители 9 и 10 подключены к боку 11 слежения, представляющего собой схему сравнения двух сигналовсещений массы 3 и свободного конца кОнструкции 2, Выход блока 1 слеженйя соединен с вибростендом 1. Устройство работает следующим образом.Вибростенд возбуждает в стержневой конструкции вынужденные колебания. Генератор высокочастотных колебаний вырабатывает сигнал на перемещение установленного на свободномконце конструкции узла с закрепленнойна нем сосредоточенной массой. В начальный момент (до перемещения массы)преобразователи вырабатывают одинаковые сигналы, которые через усилителиобуславливают, определенный сигналблока слежения. В этом случае вибростенд, управляемый блоком слежения,поддерживает стабильно частоту воз-буждения конструкции до тех пор, пока сосредоточенная масса не начнетперемещаться вдоль стержневой конструкции, Сосредоточенная масса двигается вдоль стержневой конструкциинепрерывно с минимальной скоростью,позволяющей обработать стержневуюконструкцию во всех точках равномерно, возбуждая в них максимальные напряжения. При перемещении массы показания преобразователей отличаютсядруг от друга и блок слежения вырабатывает сигнал для перестройки частотывибростенда таким образом, чтобы получить наибольшее смещение свободногоконца конструкции по сравнению сосмещением массы, Этим добиваются резонанса участка конструкции междумассой и ее свободным концом. Приэтом в конструкции в месте нахождениямассы возникают большие напряжения,которые достигают величины не менее0,5 б , и являются достаточными дляснятия в данном месте внутренних напряжений,Этот процесс протекает до тех пор,пока сосредоточенная масса не переместится по всей длине стержневойконструкции, затем масса с помощьюкоммутатора возвращается в исходноеположение с той же скоростью, приэтом стержневая конструкция такжеподвергается вибрационной обработке.Для достижения большего эффекта снятия остаточных напряжений стержневуюконструкцию закрепляют на вибростенде другим концом и повторяют обработку. Таким образом достигается равномерное снятие внутренних напряженийпо всей длине стержневой конструкции.П р и м е р, Необходимо обработатьстержневые конструкции, изготовлен 1399355ные из стали марки Сталь 20 и титанового сплава ВТ 6, Для сравнения двеодинаковые стержневые конструкции обрабатывали по предлагаемому способус закрепленной сосредоточенной массойи без нее. Массу подбирали таким образом, чтобы резонансные пики системыотличались по частоте не менее чем в2 раза. В качестве преобразователей,контролирующих перемещение массы, использовали пьезоэлектрические акселерометры типа КД, сигналы которых усиливались усилителями БМ 211 фирмыРРГ (ГДР).15Блок слежения представлял собойсхему сравнения двух сигналов, а вырабатываемый им сигнал рассогласования подавался на управляемый генератор вибростенда. В устройстве применяли вибростенд БЬ 3000, фирмыРРТ (ГДР). В качестве генератора высокой частоты использовали генераторГЗ.Для проверки эффективности снятия 25остаточщх внутренних напряженийбыл применен рентгеновский метод,реализованный на дифрактометре"Стрейнфлекс" (Япония). Он был использован для оценки эффективности и 30равномерности снятия остаточных напряжений путем замера их величин вразличных точках прямоугольных стержней до и после:виброобработки., Преимущество предлагаемого способа снятия внутренних напряжений с использованием перемещаемой сосредоточенной массы по длине стержневой конструкции по сравнению с известнымспособом снятия внутренних напряжений 40наглядно демонстрируют результатыэксперимента,представленные в таблице,Применение предлагаемого способапозволяет повысить равномерностьснятия остаточных напряжений, т.е,улучшить качество виброобработки,стержневых конструкций. Кроме того,обеспечивается существенное ускорение процесса обработки за счет одновременного перемещения массы и виброобработки конструкции при условии максимально возможных создаваемых нагружениях.Устройство, реализующее предлагаемый способ, характеризуется большими воэможностями автоматизации и универсальностью, обеспечивающих его эффективное использование в робототехнических системах.формула.из обретения1.Способ обработки металлических изделий, преимущественно стержневой конструкции, включающий закрепление изделия на вибростенде, нагружение сосредоточенной массой, вибрацию на резонансной частоте с созданием максимальных смещений в изделии, о т - л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия, закрепление осуществляют на одном конце изделия, а второй конец оставляют свободным, в процессе вибрации массу перемещают по длине, амаксимальные смещения создают на свободном конце изделия.,2.Устройство для обработки металлических изделий, преимущественно стержневой конструкции, содержащее вибростенд, сосредоточенную массу и узел для ее крепления, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по длине изделия, устройство дополнительно содержит генератор высокочастотных колебаний, коммутатор, преобразователи, усилители и блок слежения, при этом узел для крепления выполнен в виде вибродвигателя, который подключен к генератору высокой частоты через коммутатор, а преобразователи через усилители подключены к блоку слежения, выход которого соединен с вибростендом.,Кравцов ре нец Тираж 545 Заказ 2643/29 одписно Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектна ВНИИ по 3035Составитель А,Кулемин Техред М,Дидык ПИ Государственного комитета СС делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д