Способ контроля процесса упрочнения деталей дробью

СОВЕТСНИХ ИСТИЧЕСКИ 119) (11 СОЦИАЛРЕСПУБЛИНВ 24 С ПИС ЕНИ ТВУ ВИ ЕТ АВТОРСН 0бъединениербинных лопа.Кол 88. 8)идетельство С 24 С 1/00, 19 ЛЯ ПРОЦЕССА УПРО(54) СПОСОБ КОНТ НЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДР (57) Изобретение ческой обработке верхностному упр БЬЮотносится к механи в частности, к п рочнени1 табл еи потоо сится к астности ехани че сИзобретение окой обработке, в п прочнению детале иостдроби оким образом мож пени упрочнения детали, Были пр по измерению ча собственных кол г.аток в процесс упрочнения шари ние качецесса упНа ченые по п к озр аст ае может слурмальной первую ми чнения ент) с ро жить сивност м инте мерой ак, пристота за интенсивности едоста ачений а 2,8 Е, а при7, Для обоихремя достиже возрастает ной - на 1 интенсивности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГНИТ, СССР 4359917/25-0805.01,8830. 10.90, Бюл, ЬПроизводственнонградский заводим. 50-летия ССВ.М.Ефимов, В.П(56)У 115 Целью изобретения является повышества и упрощение контроля пр рочнения деталей.ртеже представлены усредненартии лопаток определенного типа зависимости от времени (С) уп-, рочнения отношения текущего (в процессе упрочнения) значения частоты (2) собственных колебаний к начальному (до упрочнения) значению частоты Еъ для двух различных значений интенсивности обработки (кривой 1 соотвествует нормальная интенсивность обработки, а кривой - 2 недостаточная),Предложенный способ контроля основан на том, что при упрочнении детали ком дроби. Цель изобретения - повышение качества и упрощение контроля про цесса упрочнения деталей. Способ кон - троля процесса упрочнения деталей дробью включает фиксирование датчиком значений параметра упрочнения, в качестве которого выбирают градиент частоты собственных колебаний упрочняемой детали, По измеренным значегиям параметра упрочнения судят об интенсивности процесса, которую контролируют в начальный момент упрочнения, а из соотношения градиентов указанной частоты в начальный и текущий моменты процесса - об интенсивности упя (готовности) детали. 1 ил.,обью, вследствие создания в по стном слое детали сжимающих на ении, возраст ает ее жесткость, чториводит к повышению частоты собстенных колебаний детали, которая тат служить мерси степоверхностного слоя ведены эксперименты тот первой методы баий турбинных лоих ультразвукового ками, енения частоты (гради100%-й сцлошности покрытия поверхностей лопаток совпадает с временем снижения градиента частоты собственных колебаний в 13-15 раз относитель 5 но начального значения. 100%-я сплошность была достигнута за 300 с при нормальной интенсивности упрочнения и за 540 с при недостаточной, Сходные зависийости получены при исследовании 10 других типов лопаток различающихся по материалу и геометрической форме, причем отношение градиента частоты в момент достижения 100%-й сплошности . и начальному градиенту - величина, слабо зависящая от интенсивности для всех .типов лопаток. Таким образом, контроль градиента частоты может заменить контроль сплошности.Частота собственных колебаний дета-р ли может быть определена, например, путем измерения частотного спектра колебаний в ней, возбужденных удараьи шариков в процессе упрочнения, Спектр представляет собой набор уз ких полос, положения максимумов которых соответствует частотам различных мод собственных колебаний детали, По мере упрочнения детали максимумы по, лос спектра смещаются, Измеряя скорость смещения какой-либо конкретной полосы, можно определить интенсивность работы оборудования.и степень обработки.Тарировка предлагаемого метода контроля может быть осуществлена, например, следующим образом.Производят экспериментальную обработку нескольких образцов одного типаюдеталей, при этом для каждой детали 40 измеряют интенсивность по прогибу контрольных пластин, градиента частоты собственных колебаний деталей в начале процесса и скорость в момент до. стижения 100%-й сплошности покрытия поверхности деталей отпечатками от ударов шариков. По данным этой обработки определяют начальный градиент частоты, соответствующий необходимой интенсивности, и величину отношения начального градиента к градиенту, соответствующему достижению 100%-й сплошности. В дальнейшем по этим двум параметрам можно производить контроль интенсивности при каждом цикле работы оборудования и контроль завершенности процесса по упрочненности деталей,П р и м е р . В эксперименте контролировался процесс и качество упрочнения пера рабочих лодаток 1-ой стуцени турбины ГТН. Тарировка способаконтроля. заключается в определенииграниц диапазона изменения величинконтролируемых пар аметров, соответст-.вующих границам диапазона оптимальныхзначений интенсивности потока дроби,что эквивалентно прогибу контрольныхпластин (типа пластин Альмена) в ди.апазоне 0,37-0,46 мм.Перед началом измерений был выс-тавлен режим работы устаноки, обеспечивающей интенсивность потока дроби,при которой прогиб контрольной плас,тины максимален из допустимого диапазона - 0,46 мм.Аппаратурно в эксперименте процессконтроля и тарировки осуществлялсяобеспечением акустического контактаупрочняемой лопатки, помещенной в рабочую камеру, с пьезоэлектрическимдатчиком колебаний, сигнал от которого после усиления подавался на электрический полосовой фильтр, которыйотфильтровывал только колебания с частотами из диапазона собственных частот колебаний рабочей лопатки турбины первой ступени ГТН, а именно650-850 Гц.После включения установки и достижения стационарного потока дроби (через 2-3 с) регулярно, через 10-60 спроизводилось снятие показаний цифрового частотомера в течение всего времени упрочнения.В таблице приведены полученные данныеи рассчитанные средние скорости изменения частоты за каждый цикл измеренияв проц есс е упр очке сия,Из данных таблицы следует, что втечение первых 35 с после начала уп-рочнения средняя скорость изменения(градиент) частоты собственных конебаний лопатки является величиной постоянной (в пределах погрешности измерений) и составляет (0,380+0,010) Гц/с.Градиент частоты колебаний детапи паистечении времени необходимого (приданной интенсивности потока дроби)дня достижения 100%-й сплошности покрытия. поверхности детали отпечатками составляет 0,023+0,010 Гц/с.Полученные значения контролируемых параметров дня верхней границы допустимого диапазона их изменения совпадают с точностью до ошибки измере"ния с значениями, полученными для лопатки У 20/26, Аналогично для двухИнтервал Градиентчастоты эа Иэ мене ни е частоты с Измеренная частота коТекущее Лопатвременимежду замер амичастоты, с время упрочнения,с лебаний лопатки, Гц и ериодмежду замеР аьп, Гц/ с пр едыдуще-. го замера,Гц ка,Ф20/38 0 0,380+0,010 10 3,8+О,10 0,38 10 3,8 20 16027лопаток (У 9 20/101 и 20/125) опреде"лены значения нижней границы допустимого диапазона изменений контролируемых параметров после установления режима работы установки с интенсивнос 5тью потока дроби, соответствующей минимальному допустимому прогибу пластины - 0,37 мм,Величина градиента частоты колебаний лопаток в начальный (линейный) пе -риод изменения частоты составила0,240-0,010 Гц/с при завершении процесса - 0,018+0,010 Гц/с.Окончателыим этапом тарировки явилось определение диапазона допустимыхзначений контролируемых параметров,обеспечивающих треоуемое качество упрочнения рабочей лопатки турбиныступени ГТН: начальный градиент 20собственной частоты колебаний деталипри нормальной интенсивности потокадроби должен принадлежать диапазону0,240-0,380 Гц/с; градиент собственной частоты колебаний детали. при до - 25стижении 1007.-й сплошности покрытияповерхности отпечатками шариков должен принадлежать диапазону 0,018 -0,023 Гц/ с; отношение приведенных допустимых значений контрольных пара- . 30метров составляет в среднем 14 раз,Используя полученные данные тарировки возможна организация производ -ственного контроля следующим образом:в течение первых 35 с после включенияустановки по частотоМеру определяетсяразность значений собственной частотыколебаний .лопатки через О с, что позволяет определить значение градиентачастоты и принадлежность ее допустимому диапазону значений; в случае,если значение градиента выходит из ди -апазона допустимых значений, процессостанавливается и производится устранение причин изменения интенсивности 45 186потока дроби; при допустимых значениях градиента собственной частоты колебаний детали процесс, продолжается доснижения градиента частоты в 14 раэ,что соответствует увеличению измеряемой частоты на 0,1 Гц за время большее или равное 5 с,Предлагаемый способ позволяет определить в начале процесса недостаточную для упрочнения интенсивность пото -ка дроби, что позволяет исключить вь 1 пуск бракованных или недоупрочненныхдеталей в партии; обеспечить стабильные условия упрочнения отдельных деталей из партии за счет параметричес -кой связи интенсивности патока дробии продолжительности процесса; отказаться от ддроностоящих операцпй контроля интенсивности потока дроби попрогибу контрольных пластин Альменаивизуального контроля сплошностп отпечатков шариков на упрочненпой поверхности детали и др.; отказаться отдорогостоящей контрольной операции измерения собственных частот колебанийдеталей, где этот контроль осуществляет,например, при производстве лопатоктур б о маши н. Формула изобретения Способ контроля процесса упрочнепия деталей дробью, прп котором фиксируют параметр упрочненпя, а по нему судят об интенсивности процесса, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения контроля, в качестве параметра упрочнения выбирают градиент частоты собственных колебаний упрочняемой детали, которые определяют в начальный и текущий моменты процесса, а по соотношению упомянутых градиентов судят об интенсивности процесса упрочнения,