Способ упрочнения отверстий в металлических деталях

(я)5 В 21,3 5/ Т И ОБР ОП К ПАТ нсти е пластины сого отверстиям; Ученые эас. 148, 154,ОТВЕРСТИЙ В рующие пов нь 1 стрелками; ующие поверхн ллической деталра фасок; ерхнон стиче 1 2 Н нного д, Направле 1 оказано "коОСУДИРСТВЕННОЕ ПИТЕНТНОЕЕ,ЦОМСТВО СССРОСПЛТЕНТ СССР)(71) Центральный аэродинамический итут им. проф. Н,Е,Жуковского(56) Лагутин В,Г, Растяженитрещиной вблизи упрочненнзаполненного упругим дискописки ЦАГИ., 1982, т. 13, Мг 5,(57) Сущность изобретения: способ унения отверстий в металлических девключает базирование фиксирующих ихностей прижимных элементов по размконтура фасок отверстий обрабатываемотали с их подводом с двух сторон к об Изобретение относится к технологии машиностроенил, в частности к способам холодной упрочняющей обработки давлением металлических деталей с отверстиями, и может быть использовано в самолето-, автомобилестроении и т.д.Целью изобретения является повышеие эффективности холодного пластического деформационного упрочнения.На чертеже приведена схема последовательного осуществления способа упрочнения отверстий в металлических деталях,Способ упрочненил отверстий в метал- лических деталях сложной формы состоит иэ следующих действий (ч иг,1):,) производят разметку контура фасок отверстия на поверхности детали; тываемои детали и проведение локального пластического деформирования. отведение фиксирующих поверхностей и изготовлениеотверстий механическим путем, Предварительно фиксирующие поверхности прижимных элементов смазывают. Перед проведением локального пластического деформирования проводят обжим обрабатываемой детали фиксирующими поверхностями. Локальное пластическое деформирование осуществляют пуансонами с центральными отверстиями на участках детали заданной ширины, Пуансоны имеют рабочие части, образованные последовательно расположенными вдоль их осей участками: конической формы, цилиндрической формы, конической формы и конической формы с разными углами при вершинах отверстия в пуансонах выполнены заданного диаметра. 1 ил,) смазывают Фикс ти. Места смазки пока) базируют фикс ти с двух сторон к ме спользуя разметку кон И) обжимают деталь фиксирующимоверхностями. Направление усилий обжия показано "длинными" стрелками; у) осуществляют локальн скую деформацию шириной В на глубину т = д с объемом металла /в - 1,лО Ре О 2 ниа усилий деформирования роткими" стрелками;В = О - 0+2 Н,тО г 022 И) выдерживают конечную фазу локального пластического доформирования подЬ, нагрузкой о течение времени Т =. ,Ч) прекращают локальное ппдстича ское деформирооание;%) отводят отдетали фиксируощие поверхности;Х) изготавливают отверстие механическим путем,П р й и е р, Устройства для упрачнеция отверстий о металлических деталях сложной формы состоит из двух прижимных элементов и двух пуансонов,В каждом прижимном элементе имеется одно цаправпяощее отверстие, по форме повторяющее очертание кромок упрочняемого отверстия, о котором имеотся фаски и участки цилиндрической поверхности отверстия, которые примыкают к фаскам и являатся, как и фаски, наиболее слабыми по устапостной прочности местами кромок отверстияРабочая часть каждого пуансона состоит из последовательно расположенных вдоль продольной его аси, ачицдя от опорной части четырех участков; примыкаащего к опорной части - конической формы высотой Ь 1), среднего - цилиндрической формы высотой Ь 2), промежуточного - конической формы (высотой Ьз) и примыкающего к торцовой части - конической формы высотой Ь), а центральное отверстие в каждом пуансоне выполнена диаметром, определяемым выражением- Б - Б - 4 АСО- А Работа устройства для упрочцеция кромок отверстий о детали происходит следуощим образом,Произведя разметку контура фасок отверстия на поверхности детали осущестоляот смазку тех участков фиксирующих поверхностей, которые будут находиться в контакте с деталью. Между фиксирующими пооерхнастями прижимных элементов устанавливают деталь, базируют прижимные элементы с двух сторон к металлической детали, используя разметку контура фдсок, и проводят обжим обрабатываемой детали указанными фиксируащими поверхностями, Локальное пластическое деформираодние осуществляют ца участках детали шириной В = О - 01+2- на глубинут= дс объемом вытесненного металла 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 При выдерживании под максимальнойЬ нагрузкой о течение времени Т =- конечной фазы локального пластического деформирования происходит выдавливание дислокаций из тех, всесторонне сжатых объемов металла детали, которые примыкают на расстоянии Л к фаске и цилиндрическому участку, которые явлватся наиболее слабыми по усталостнай прочности местами кромок отверстия. Б конечной стадии локального пластического, деформиравация участок рабочей части пуансона, примыкдощий к торцевой части, отформооывает тонкую (в виде фольги с наибольшей толщиной 2 Ь) перемычку металла детали о форме кольца с внутренним диаметром О и внешним диаметром О+2 Н, которая располагается между двумя пуансонами, вошедшими о соприкосновение друг с другом по линии окружности диаметром 01Указагпая фольгообразцая перемычка предотвращает оыпучисание и короблецие тонких деталей при упрочцеции в них отверстий, диаметр которых о и раз ,и15) превышает толщину детали.,Формула изобретения Способ упрочцения отверстий о металлических деталях сложной формы, включающий базирование фиксирующих поверхностей прижимных элементов по разметке контура фасок отверстий обрабатываемой детали с их подводам с двух сторон к обрабатываемой детали и проведение локального пластического деформирования, отведение фиксиаующих поверхностей и изготовление отверстий механическим путем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения зффектиоцости холодного пластического деформационного упрочцения, перед подводом фиксирующие поверхности прижимных элементов смазывают, перед проведением локального пластического деформираоация прооодят обжим обрабатываемой детали указанными фиксирующими поверхностями, а локальное пластическое деформировацие осуществляют пуансонами с центральными отверстиями научастках детали шириной где 0 - диаметр отверстия в детали;О - . диаметр цецтрдльцого отверстия о пуансоне;. Н - ширица фаски йд кромке отверстия в детали;на глубину 1 = д, где д - толщина детали, с объемом вытесненного глетдлла(дО 2 дО )1 Ов К 1 Оо,2гце О 2 -- 1+ К(Е . К 1 о,2) аметр фиктивного отверстия, увели:ение5 которого до величины О эквивалентно, по упрочня 1 ощему эффекту, проведению локального пластического деформирования;Оь и СВ - предел прочности металла10 детали на разрыв и соответствующая ему деформация;сто,2 и Е - предел пропорциональности металла детали и его модуль упругости соответстве 1 но.15-К1 - коэффициент, зависяЕ 0,2Овщий от допустимого размера пластической зоны;К 1 - коэффициент, определяемый при заданном К с использованием диаграммы деформирования образцов из металла детали при растямсении);ео 2- деформация, соответствующая напряжению е в,2, после чего выдерживают конечную фазу локального пластического деформирования под нагрузкой в течение врвмени Т = Л /Ю где Л - толщина слоя металла вокруг упрочняемых кромок, иэ которого необходимо выдавить дислокации в конечной фазе локального пластического деформирования;Я - скорость движения дислокаций в металле детали,при комнатной температуре, при этом рабочая часть каждого пуансона состоит из последовательно расположенных вдоль продольной его оси, начиная от опорной части четырех участков: примыкающего к Опорной части конической формы, средне 40 го - цилиндрической формы, промежуточного - конической формы и примыкающего к торцевой части - конической формы, а центральное отверстие о каждом пуансоне выполнено диаметром, определяемымследу 1 ощим выражением;- Б - , Б - 2 АС2А1 где А = -- (ь 1+п 2+ - ),Л 1 З 4 2;н 1. - 2 Г,"п 1, п 2, 11 з, п 4 - высоты примыкающего копорной части, среднего, промежуточного ипримыкающего к торцовой части участковрабочей части пуансона соответственно;ж 2 О 1 ОО,гЕ Е 1 - ( О )2ширина примыкающего к торцовой частиучастка рабочей части пуансона,О - диаметр отверстия в детали;Н - ширина фаски на кромке отверстияв детали;д - толщина детали;1 ОЬК 1 оо,2О 1+., К (ЕЕК -2)метр фиктивного отверстия, увеличение которого до величины Р эквивалентно поупрочняющему эффекту проведению локального пластического деформирования;Оо,2, Е - предел пропорциональностиметалла детали и его модуль упругости соот-.ветственно,ств, ев - предел прочности металла детали на разрыв и соответствующая ему деформация;К1 - коэффициент, зависящий от допустимого размера пластическойзоны; К 1 - коэффициент, определяемый призаданном К с использованием диаграммыдеформирования образца иэ металла детали (при растяжении);ео,2 - деформация, соответствующая наПряжЕнИЮ ОО,2;Опд - диаметр пластической зоны, наводимой вокруг отверстия;у- коэффициент Пуассона;02 - напряжение, с которым прижимныеэлементы вдавливаются в деталь.1801050 Составитель В,ЛагутинТехред М.Моргентал Корректор Е.Папп -: едак зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 1182 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5