Способ обработки кольцевых длинномерных деталей

(5 4 С 21 0 8 00 В)ЕС 039ЕТЕНТНО ТЬ БИБЛИО о сверле)гия греют тенизации с однокой деформацией, т закалку с реглаостью, которая соической деформациВЕРЛ До 1 ЕМП1 я глубоко ературы ауо пластиче временн после ч мс.итиро веннс объг 1 его провод ваннои ско ается плас автомагиза- ДЛЯ ХЛОПКОВ провожд еи проц, Я Р 11 ронор гьство С г Р8/00. 1983,с 1 во СССР8/00, 1987.КОЛЕЦ,.ВБГ. ПЛПНк ме га;1оаа .1 дп оситсяСГ 1 О 1ерных1 ЕНИЯ,те блейЦе 1 ь изобкосги и Стебли верл глубокого с.веетения - снижение нергоем еталей овышение качества 1205 мм и 410,2 мм зобретенис. от онтактным спосо реваютьном пр 1 ии ие оже т б,гг ь,1 произподстВР плинн сверл глубокого снЦелью изобретен бо способлении до но растягивают м в спепиал с)+10 С и од осевом напр епени дейтор Приспособл вре до достижения -5%.я обработки завиде жесткойна ней соосно у авлении мации 2 и и о выше еп 1 е к ач ение энергоемкосгества деталей.Изобретение ение кено товок выпол нньп рамы с размещтановленнымиузлами для наэтом подвижнь)ими г;римсрами. П р и м ча тонкостенн го .11 иамеромтуютове;у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТе-КИЯМ И ОТКРЫТИИ,лПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Научнс-произвс.сенение по механизаци 11 иции производства машинства "Технолог"(57) Мзобретсние от. л ургия е 1 може г оыпг ь ПРОИЗВОДСтна 1 ЛИ 11.1 оЬ нос:ится к металлурспользовано приомерых стеблейЕРЛЕЕ 1 ИЯ,ия ян; г 1 ется сниже-" иллюстрируется следую. Калиброванную труб,гн (б = 0,9 мм) за 6 9,5 мм и длиной есса разделения зоны закалоч ного охлаждения на дискретные участки с последующим непрерывно-последова.Рльпь;,1 с;хлажением каждого из них, пгп 1 е.: дефорг 1 ацик 1 в процессе закалочо 1 о о: лаждения о уществлягзт осевым р- стяжен 11 ем с се 1 лием, равным 0,9- 0.95 предела текучести материала заготовки, а деформацию осевым расгяжен 11 ем в процессе кратковременных наго ревсв до температуры отпуска 30-50 С ссушествляют со степенью деформации, равной степени деформацие 1 заготовки при нагреве до температуры аустенизапии, Применение способа позволяет зиач 1 ггельно повысить качество деталей и снизи гь энергоемкость процесса.1 табл. стали 30 ХГСА для свер подвижным контактнымигрева заготовки, прий ко 1 ггактный узел снабжен пневмоприводом, обеспечивающим наличие и регулировку усилия осевой деформации заготовки, и спрейером для непрерывно-последовательного охлаждения дискретных участков по дли 5 не образующей обрабатываемой заготовки.После достижения вышеуказанных технологических параметров температуры нагрева под закалку и усилия деформации в автоматическом режиме отключает нагрев и переключают пневмопривод приспособления на усилие осевого растяжения, соответствующее 15 0,9-0,95 предела текучести материала при температуре обработки; одновременно с отключением нагрева включают систему спрейерного непрерывно-последовательного охлаждения и производят закалочное охлаждение дискретных участков (1=(0,10,2) 1 заготовки), при этом усилие пневмопривода непрерывно возрастает и достигает предельной величины 0,9-0,95 предела текуче сти материала заготовки к моменту начала мартенситного превращения. Взаимосвязь скорости закалочного охлаждения дискретных участков заготовки со скоростью увеличения усилия пневмопривода на указанном этапе режима его работы обеспечивает протекание процесса в другой области деформаций вплоть до достижения температуры точки начала мартенситного превращения (Мдля стали ЗОХГСА 315 С). При достижении в процессе охлаждения температур ниже точки начала мартенситного превРащения в период сверхпластичного состояния материала заготовки, вплоть до достижения температуры окончания мартенситного превращения (период сверхпластичности столь же кратковременен, как и само превращение), под действием осевого усилия, равного 0,9-0,95 предела текучести материала, заготовка практически деформируется, компенсируя как термические, так и объемные напряжения.Так как мартенситное превращение по длине заготовки происходит не одновременно, а непрерывно-последовательно в отдельных дискретных участках, последовательно расположенных по длине заготовки, то пластическая деформация аналогична "бегущей волне", что обеспечивает ей резкое 1снижение уровня макро- и микронапряжений и, в итоге, при относительно малых усилиях деформации, не превышающих предела текучести материала, стабильность структуры и высокую степень точности геометрии относительно оси заготовки, совпадающей с вектором деформации.Эффект "бегущей волны" позволяет непрерывно-последовательно производить дробную деформацию в последовательно расположенных микрообъемах материала дискретных участков по длине заготовки стебля, что, в итоге, и обеспечивает резкое снижение коробления ее в пределах процесса термообработки по сравнению с деформацией всего объема деформируемой заготовки.Кратковременная соизмеримая со временем мартенситного превращения деформация с завершением превращения прекращается, так как пластически деформировать образовавшуюся структуру усилием меньше предела текучести материала практически невозможно.По завершении этапа закалочного охлаждения в автоматическом режиме отключают подачу в спрейер эакалочной жидкости и одновременно производят переключение режима работы пневмопривода приспособления на усилие осевого растяжения закаленной заготовки стебля со степенью деформации 2-5 Е при температуре отпуска, а затем осуществляют в автоматическом режиме серию кратковременных энергонасыщенных нагревов (3-5 циклов) до температуры, превышающей температуру отпуска, установленную исходя из конструктивных требований и материала заготовки, на 30-50 С (Т30-50 С) с промежуточным в каждом цикле самопроизвольным под действием окружающей среды (воздуха) охлаждением до комнатной температуры, Время. единовременного нагрева до Т ц 30-50 С зависит, прежде всего, от сечения (толщины стенки) заготовки и в каждом конкретном случаеустанавливается экспериментально,но не должно превышать 3-8 с, в случае большего интервала времени нагрева избыточная температура (превышениео,температуры отпуска на 30-50 С, необходимое для исключения инерционности системы нагрева) приводит к снижению физико-механических свойств материала (снижение твердости) и стабильности результатов, в том числе к разбросу поля допусков на коробленн по длине заготовки.5 15252Так как предел текучести материала при комнатной температуре выше, чем при температуре отпуска, пластическую деформацию со степенью 2-5 Е осуще 5 ствляют лишь при достижении технологической температуры (Т и 30-50 С), причем кратковременно, за время достижения указанной температуры, в процессе же самопроизвольного охлаж - дения каждого цикла после снижения температуры отпуска деформация практически не осуществляется.По завершении циклического процесса отпуска обработанная заготовка извлекается из приспособления и передается на операции контроля свойств, макроструктуры, геометрических параметров, а в приспособлении закрепляют новую заготовку, и цикл обработки 20 повторяется вновь.В связи с использованием механизма 25 Способ обработки кольцевых длинно- мерных деталей, включающий нагрев заготовки до температуры аустениэации при растяжении заготовки с степенью деформации 2-5 Х, закалку, совмещенную с пластической деформацией, и отпуск, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения качества деталей, закалку осуществляют последовательным охлаждением дискретных участков длиной 0,1-0,2 длины заготовки, при этом пластичес-, кую деформацию производят осевым растяжением усилием 0,9-0,95 предела текучести материала заготовки, а отпуск проводят путем циклических нагревов до достижения в каждом цикле температуры, превышающей на 30-50 С температуру отпуска, и совмещают его с осевым растяжением заготовки со степенью деформации 2-5 Х. 30 сверхпластичности материала заготовки в процессе мартенситного превращения при наложении схемы осевой деформации заготовки, компенсирующей увеличение объема мартенсита в про.цессе превращения (эта же схема деформации существует в процессе кратковременных энергонасыщенных нагревов под отпуск) окончательный диаметр термообработанного стебля составляет0,0%9,45 мм при начальном диаметрев,ог калиброванной заготовки 9,5 мм. 31С учетом тяжелых условий работыстебля сверл глубокого сверления,испытывающего в процессе эксплуатации интенсивные предельные нагрузкина износ, скручивание, вибрацию,40растяжение и изгиб, стебель долженобладать высокими пределами прочности и упругости, иметь поверхностнуютвердость в интервале 45-50 НК С(твердость пружин) и повышенную жесткость точностных геометрических параметров, прямолинейность (отсутствиекоробления), чистоту поверхности ит.д,176П р и м е р 2. Калиброванную трубчатую тонкостенную заготовку диаметром 12,5+0,02 мм и длиной 1475 мм из стали 35 ХГСА для сверла диаметром 13,2 мм подвергают обработке аналогично примеру 1. Температура начала мартенситного превращения для стали 35 ХГСА 305 С, Окончательный диаметр обработанного стебля 12,45 оз мм.Конкретные технологические параметры заготовки стебля, режимов обработки, приведенных в примерах 1 и 2, и рвзультаты исследований показаны в таблице.Как следует из таблицы, применение предложенного способа более эффективно по сравнению с известным: снижается энергоемкость до 5 раз, значительно улучшаются физико-механические характеристики материала заготовки (на 15-25 Х) и снижается коробление до величины в 1,5-2,0 раза ниже допустимой. Формула изобретения1525217 О о о а 1 1 а в о С Э 1 о С о ооо ооо оиВ 1 1 1 о х Ц О х о С о.о о о о СЧ СЧ СЧ 1А а 1 Е о 1 о х х х оеВо о всС асе= о о фу л Я х с С13ц о 1 х в оо л д 3 1 еа аЭ О1 .о о ос о ос о ц ц Х в о С 1 С С: о х 63 х ичл 1 О 3 а Ф СС ао о ооо ллл ффф 1 о х 1 Х о в а Х сЧОа В йо о о Х Е х Х о 1 х в в СЧ СЧ Ф о, хСощ, 1С 1а 1С 1, 1о1Р 3ов3аЭ 111а 3ад 1 а СС х а Э О 3 Е х х С о о Л а Э У, Сб а Щ 1 в х в Э Р х х сС Х Е 1 о х ь ч Ь чь чм 1 ч Ьаь 1 фО ОО ОО ОО ОО ЬО О1 1 1 1 1 ф о м ФФ Ф л Ф о ф о - м ц л - ф ф ф ф о о о оСЧ СЧ СЧ СЧ 1 1 1 11 1 1 11 1 111 11 1 1 1 1 сч т ц сч м а л ф л л л ф СО ф ф СО ф ф 1 1 л Ф й ФЮ О О О О О О со ф ф о о о СЧ СЧ СЧ М СМ И Л Ф О О О ф СО СО Ф й й1525217 д о о У Е Э о о о о о оГс 1 и сл) Р 1 Г ооо о о о л л л ооо СГ 1 о о л о х х г,1 1 1 1 1 о г,1 1 1 1 1 1, 1 Э1 Хо ха эоМ цЭ- и И о. д л л л ооо Зх х х х П Ц о э Сл э о о л 1 1 д 1 а- э оо ш осх 1С Х 1 )х о О о 1 оЭ 1 С:л 1 э а х 1 а хо Х Г 4 Я о)Х 1 1оЭЭхаоа 1УЭГсаЕ 1 х У о Э РЩП х з Эл х Е 1 о У х к О СЧ ф О о Ол о л о л л ц ис ВВ л л л О О О О О О О сс О о- о лл а в ф ф в в в о -со л сЧ счи 1 1 1 сЧ 0 Ю-, 1 ф л о в в ф сЪф сч ссл сч . и О О О О О О 1СЧ сфЪСЧ сфЪ 1сс сс сс Ф Ф Ф 11