Способ упрочнения торсионных валов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК цц 4 С 2108 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ пособам, иэготав-: нструкГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 406916, кл. С 2 0 8/00, 1971(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ТОРСИОННЬЗХВАЛОВ(57) Изобретение относится к областимашиностроения,в частности к собработки торсионных валов,ливаемых из высокопрочных ко ЯО 1420038 ционных сталей. Цель - повышение качества валов и снижение трудоемкостиих обработки. После формообразованиязаготовки механической обработкой ихолодной продольной раскаткой накатывают шлицы и осуществляют термомеханическую обработку нагревом токамивысокой частоты до 930 С со скоростью1-4 град/с, закруткой при этой температуре и ускоренным охлаждением снемедленным отпуском 200 С, Затем.проводят струйную абразивную обработку с оставлением обезуглероженногослоя глубиной 0,0003-0,001 диаметрастержня вала и последующую упрочняю"щую обработку заневоливанием 5-кратной закруткой, обкаткой роликами ивторичным заневоливанием 5-кратнойзакруткой. 2 табл.Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам обработки торсионных валов, изготавливаемых из высокопрочных конструкци онных сталей.Цель изобретения - повышение качества и снижение трудоемкости об)работки.Изготовлены две партии по 30 шт. торсионных валов из стали 45 ХН 2 МФАШ со следующими размерами, мм,"Диаметр стержня вала 53Длина вала 2164Диаметры головок 15вала 67 и 72Длины головоквала 55 и 64Прутковую заготовку ф 75 мм, 11300 мм подвергают отжигу. Затем 20 протачивают на ф 72,5 мм. Далее заготовку раскатывают на продольно-раскатном станке ПРс получением окончательно стержневого ( Ф 53+0,4 мм) и галтельных участков, обеспечивая 25 чистоту поверхности не ниже 2 у. Далее после подрезки торцов, Зацентровки и проточки головок накатывают шлицы на шлиценакатных станках ШН. ,Затем заготовку нагревают ТВЧ на 30 специальной установке до температуры 930+10 ф С оо скоростью нагрева 2 град/ /с,закручивают и закаливают в масляной ванне, отпускают в шахтной печи при 200 С. Глубина обезуглероженного слоя после закалки составляет 0,03- 0,04 мм, Далее торсионный вал, имеющий окончательные геометрические размеры, подвергают струйной абразивной обработке (САО) на специальной установке,в которой абразив (электрокорунд) в смеси с водой под давлением сжатого воздуха 5 атм за 5 мин обеспечивает съем металла по всей поверхности вала глубиной 0,005-0,01 мм и чистоту поверхности 1,25 на стержне и галтелях вала. Затем производят первичное заневоливание на угол 130 О пятикратной закруткой, обработку стержня и галтелей роликами с усилием 1200 кгс и вторичное эаневоливание на угол 93 пятикратной закруткой, Причем, направление закрутки на операциях заневоливания совпадало с направлением рабочих напряжений.Для обоснования интервала скорос тей нагрева ТВЧ и оставляемой величк; ны обеэуглероженного слоя проводят ,сравнительные испытания торсионных валов, изготовленных по различнымрежимам.В табл.1 представлены последовательность н режим выполнения операций при изготовлении опытных партийторсионных валов по известному ипредлагаемому способам.Для обоснования интервала скоростей нагрева ТВЧ и оставляемой величины обеэуглероженного слоя после САОпроводят сравнительные испытания торсионных валов, изготовленнных поразличным режимам. Результаты представлены в табл.2.Как видно иэ табл.2, торсионныевалы, обработанные с нагревом ТВЧ соскоростями 1-4 град/с и имеющиеглубину обезуглероженного слоя послеСАО 0,016-0,05 мм, что соответствует0,0003-0,001 от дйаметра стержня,имеют наибольшую циклическую долговечность.По выбранным режимам изготавливают партию валов в количестве 15 штпо предлагаемому способу и сравнивают с валами, изготовленными по известному способу.Изготовленные торсионные валы (по15 шт, каждой партии) были подвергнутыциклическим испытаниям в соответствии с нормалью НО 6125-69.Средняя долговечность валов Ыпо известному способу составляетБс, = 987 тыс. циклов,Один вал, изготовленный по известному способу, имеет долговечность168 тыс, циклов по причине "шлифовочного прижога" на поверхности послеоперации шлифования стержня и галте. -лей, В значение средней долговечности его не включают.Средняя долговечность валов попредлагаемому способу составляетБс= 1292 тыс,циклов.Увеличение долговечности предлагаемых валов по сравнению с известнымисоставляет;1 срс 1, 1292 - 987----- 100 Н 987Я 1= 317.В результате изготовления торсионных валов предложенным способом долговечность их увеличивается на 317Кроме повышения качества (долговечности); при изготовлении торсионных валов по предлагаемому способу дости1420038 Таблица 1 Способ упрочн ных валов Известный Предлагаемый Ивотериический отжиг прутковойзаготовки Горячая высадка головок напрутковой заготовке Механическая обработка прутковой заготовки (проточка по наружному диаметру, сверление центровыхотверстий)Холодная продольная формообразу,ющая раскатка с получением окончательных геометрических размеров стержня и галтелей валов Отжиг Механическая обработка(обточка стержня, галтелейголовок, сверление центровых отверстий, нарезаниешлицев) Накатывание шлицев Термомеханическая обработка (нагрев 930 С,закрутка, закалка, отпуск200 С)Шлифование стержня игалтелей Термомеханическая обработка:нагрев ТВЧ 930 С со скоростью1-4 град/с; закрутка; закалкас немедленным отпуском 200 С Первое эаневоливание наугол 130 5-тикратнойзакруткой Струйная абразивная обработка(САО) Обкатка стержня и галте- Первое заневоливание на уголлей с усилием .на ролик 130 5-кратной закруткой1100-1300 кгс Вторичное заневоливаииена угол 93 5-кратнойзакруткой Обкатка стержня и галтелейроликами с усилием 1100-1300 кгс Вторичное заневоливание на угол93 5-кратной закруткой гается снижение трудоемкости при их обработке. Снижение трудозатрат достигается путем отмены трудоемкой шлифовальной операции стержня и галтелей5 после закалки, так как геометрическиеразмеры вала и требуемую чистоту поверхности получают до закалки, а после последней производят лишь освет ляющую струйную абразивную обработку и упрочняющие операции. Применение холодной продольной раскатки для формообразования стержня и галтелей вала до закалки приводит, кроме того,к экономии легированной стали. 15Формула изобретенияСпособ упрочнения торсионных валов включающий формообразование заготов- р ки, термомеханическую обработку с использованием деформации кручением, финишную механическую обработку и холодную упрочняющую обработку, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества валов и снижения трудоемкости их обработки, финишную механическую обработку проводят до термомеханической обработки, которую проводят с нагревом токами1 высокой частоты со скоростью4 град/с, после термомеханической обработки осуществляют осветляющую обработку поверхности со съемом обезуглероженного слоя до достижения им толщины 0,0003 - 0,001 диаметра стержня вала..Китаискийнич Корректор Л пен Тираж 545 ВНИИПИ Государственн по делам изобрет 035, Москва, Ж, аказ 4292/26 одписн ическо приятие роиэводственно-пол О, 02-0, 030,03-0, 035 03-0, 03 01-0, 01 0,1-б;50,04-0,050,021-О,О ого комитета ССний и открытийаушская наб., д Ужгород, ул, Проектная