Способ терморихтовки прецизионных гибких дисков и устройство для осуществления

Способ терморихтовки прецизионных гибких дисков и устройство для осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено, в частности для исправления ге,ометрии прецизионных гибких дисков. Цель изобретения - повышение качества терморихтовки диска и производительности процесса. Производят зажим диска в турбинке при давлении 0,12-0,15 МПа, осуществляют нагрев сплава 1541 до 380-400°С с одновременным импульсным вращением, чередуя разгон и торможение . Частота чередования импульсов 6-10 Гц. Охлаждение заготовки при вращении осуществлялось со скоростью 1 град/мин. После токарной обработки геометрическая точность по плоскостности стала существенно различной: по предлагаемому способу торцовое биение 15 мкм, неплоскостность 16 мкм, по прототипу соответственно- 25 мкм и 30 мкм. Устройство для терморихтовки содержит две оппозитно расположенные плиты, на верхней из которых выполнена сферическая расточка,взаимодействующая со сферической поверхностью планшайбы,образуя пневмоподвес,турбинное колесо с лопатками и с зажимом дисков,распрложенное между плитами, систему подготовки и нагрева рабочего газа, пневмоприводы, соединяющие плиты, датчик контроля плоскости дисков. На рабочих поверхностях планшайбы и нижней плиты выполнены радиальные карманы, соединенные отверстиями с их полостями. Индивидуальный зажим каждого диска с одновременным его вращением гарантирует равномерность зажима по всей поверхности диска при люб ых дефектах торцовых поверхностей, а нагрев зажатого таким образом диска обеспечивает одновременный прогрев его с обоих, торцов,.исключает термические и механические напряжения. Это повышает качество терморихтовки. Наличие датчиков контроля плоскостности дисков позволяет проконтролировать качество терморихтовки. Это способствует повышению точности и производительности обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 с.п. ф-лы, 8 ил. S СО СП сд О5 со о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д 4 С 21 0 9/06

ВСЕИЮЗИА Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2.1 ) 3957594/31-02 (22) 11.07.85 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (71) Пензенский политехнический институт (72) Ю,М.Передрей, В.И,Симакин ° и Д.П.Грузин (53) 621..785.79(088.8) (56) Алексеев В.Г. и др. Технология

ЭВА. Оборудование и автоматизация, M.: Высшая школа, 1984, с.392 °

Авторское свидетельство СССР № 306179, кл. С 21 D 9/06, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 600196, кл. С 21 D 9/06, 1976. (54) СПОСОБ ТЕРМОРИХТОВКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ГИБКИХ ДИСКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии и предназначено, в частности, для исправления геометрии прецизионных гибких дисков. Цель изобретения — повышение качества терморихтовки диска и производительности процесса. Производят зажим диска в турбинке при давлении 0,12-0,15 МПа, осуществляют нагрев сплава 1541 до

380-400 С с одновременным импульсным вращением, чередуя разгон и торможение. Частота чередования импульсов

6-10 Гц. Охлаждение заготовки при вращении осуществлялось со скоростью

1 град/мин. После токарной обработки геометрическая точность по плос„„SU„„1355636 А 1 костности стала сушественно различной: по предлагаемому способу торцовое биение 15 мкм, неплоскостность

16 мкм, по прототипу соответственно—

25 мкм и 30 мкм. Устройство для терморихтовки содержит две оппозитно расположенные плиты, на верхней из котовых выполнена сферическая расточ ка,взаимодействующая со сферической поверхностью планшайбы,образуя пневмоподвес,турбинное колесо с лопатками и с зажимом дисков, расположенное между плитами, систему подготовки и нагрева рабочего газа, пневмоприводы, со единяющие плиты, датчик контроля плоскости дисков. На рабочих поверхностях планшайбы и нижней плиты выполнены радиальные карманы, соединенные отверстиями с их полостями.

Индивидуальный зажим каждого диска с одновременным его вращением гарантирует равномерность зажима по всей поверхности диска при любых дефектах торцовых поверхностей, а нагрев зажатого таким образом диска обеспечи"4 вает одновременный прогрев его с обоих торцов,.исключает термические и механические напряжения. Это повышает качество терморихтовки. Наличие датчиков контроля плоскостности дисков позволяет проконтролировать качество терморихтовки, Это способствует повышению точности и производительности обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 с.п. ф-лы, 8 ил. l 355636

Изобретение относится к металлургии и предназначено, в частности, для исправления геометрии изделий, например прецизионных гибких дисков.

Цель изобретения — повышение качества диска и производительности

10 l5

30

55 процесса.

Пример.Терморихтовка осуществлялась на заготовках и= сплава 1541, Зажим заготовки производили при давлении, равном 0,12-0,15 МПа. Скорость вращения равнялась 3000—

4000 об/мин. Нагрев заготовки до температуры отжига 380-400 С в течение

15 мин (т.е. скорость нагрева 25

27 град/мин). Выдержка при температуре отжига 25 мин. Импульсы торможения и разгона создавались попеременной подачей давления в разных направлениях. Частота чередования импульсов 6-10 Гц. Скорости ускорения разгона и торможения не измерялись.

Импульсы на разгон и торможение подавались при давлении, равном 0,1 MIIa. 2

Охлаждение заготовки при вращении осуществлялось со скоростью 1 град/мин

После обработки осуществляли контроль качества дисков.

После токарной обработки заготовок на одном и том же станке геометрическая точность по плоскостности стала существенно различной: по предлагаемому способу торцовое биение l5 мкм;неплоскостньсть 16 мкм,а по прототипу торцовое биение 25 мкм; неплоскостность 30 мкм.

Различие в точности заготовок после обработки на токарной операции объясняется качеством терморихтовки.

При использовании прототипа внутренние напряжения снимаются неполностью.

На фиг.1 изображено устройство для терморихтовки прецизионных гибких дисков, вертикальный разрез; на фиг.2 — вид A на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — раз. рез В-В на фиг.1; на фиг.5 — узел на фиг.1; на фиг.б — разрез Г-Г на фиг.5; на. фиг.7 — узел ХХ на фиг.4; на фиг.8 — разрез Д-Д нафиг.i.

Устройство для осуществления способа состоит из нижней 1 и верхней плит 2, соединенных пневмоцилиндрами 3 так, что верхняя плита 2 жестко соединена со штокам пневмоцилиндра, В верхней плите 2 выполнена сферическая расточка 4,в которой размещена планшайба 5 своей сферической поверх костью 6. На поверхности б выполнен карманы 7, соединенные отверстиями

8 с внутренней полостью 9 планшайбы

5. Таким образом, сферическая расточка 4 и поверхность 6 образуют пневмоподвес планшайбы. На нижнем плоском торце 10 планшайбы 5 выполнены радиальные карманы 11, соединен. ные отверстиями 12 с внутренней полостью 9 планшайбы 5 и дросселем 13 с атмосферой. Планшайба эаплечиком

14 взаимодействует с верхней плитой

2 через пневмоподвес 15. На плоском торце 16 нижней плиты 1 выполнены карманы 17, соединенные отверстиями

18 с внутренней полостью 19 нижней плиты и дросселями 20 с атмосферой.

Между торцом 21 нижней плиты и торцом 22 верхней плиты установлено турбинное колесо 23. Турбинное колесо имеет два ряда лопаток 24 и

25 с встречным направлением рабоче— го профиля. На торце 26 плиты 2 выведены измерительные сопла датчиков

27 положения планшайбы 5. Торцы сопел датчика взаимодействуют с заплечихом 14 планшайбы. Подвод питания . к датчикам осуществляется по каналу

28 через дроссели 29.

Выходной сигнал снимается по каналу 30. Датчики расположены равномерно по окружности вблизи пневмоцилиндров 3, На торец 16 нижней плиты 1 выведены сопла 31 датчиков контроля плоскостности дисков. Питание датчиков подается через каналы 32 и дроссели 33. Сигнал датчика снимается по каналам 34. Вокруг измерительных сопел 31 выполнены канавки 35, саециненные с атмосферой.

Питание в полости 9 и 19 подается по каналам 36 от термостата 37, в который питание подается от системы подготовки и нагрева рабочего газа (не показана). Управление работой термостата 37 осуществляется системой программного управления (не показана) .

Рабочий газ для работы турбины подается по каналам 38 и 39 соответственна для прямого и обратного вращения турбины от системы управления (не показана). Заготовка 40 помещается между торцом 10 планшайбы и торцом 16 нижней плиты 1 на пневмоподвесе.

Рабочий газ для работы пневмоцилиндров подается по каналам 41 и

1355636

42 соответственно в верхнюю и нижнюю ется на весь период терморихтовки. полости пневомцилиндра. Таким образом, положение заготовки

Способ осуществляют следующим об- 40 в пневмоподвесе контролируется разом. соплами 27.

В исходном положении давление в По каналам 38 подается рабочий нижних полостях пневмоцилиндров 3 газ на верхний ряд 24 лопаток турбипревращает давление в их верхних по- ны. Загстовка приводится во вращелостях. При этом поршни цилиндров пе» ние до заданной скоРости. Таким обра ремещаются в верхнее положение, под- 1О зом, заготовка оказывается зажатой нимая плиту 2 с планшайбой 5. ° Заго- с торцов пневмоподвесом и нагружена товка 40 помещается во внутренний инерционными силами в Радиальном навыступ 43 турбины 23 (фиг.5) и за- пРавлении. Рабочий газ, использУемый крепляется гайкой 44. После этого для пневмогодвеса под давлением,проподается сигнал на установку верхней 15 ходит термостат 37, где прогревается плиты в рабочее положение. Подается до заданной термпературы, Режим ратакже газ по каналам 36 в полости 9 зогрева задается системой програми 19 и к датчикам по каналам 28 и 32. много управления. Разогретый газ из

При этом воздух поступает через полостей 9 и 19 через отверстия 12 отверстия 18 в карманы 17, выполнен- 20 и 18 подается в карманы 11 и 17 и ные на торце 16 нижней плиты,что при-, истекает в атмсоферу через дроссеводит к "всплытию" заготовки. С это в ли 13 и 20. Таким образом, заготов— го момента заготовка покоится на воз- ка прогревается с обоих торцов радушной подушке. Одновременно сжатый бачим газом пневмоподвеса. воздух из полости 9 через отверстия 28 После разогрева заготовки до за12 поступает в карманы 11 планшайбы данной температуры по каналам 39 по5. А так как в этот момент расстоя — . дается импульс торможения на лопатние между торцом 10 планшайбы 5 и за- ки 25 турбины 23. Возможна также поготовкой 40 значительное, то давле- дача чередующихся импульсов тормоние в карманах 11 равно атмосферно в 30 жения по каналу 39 и импульсов pas-" му (т.е. отсутствует избыточное дав- гона по каналу 38. При этом в заголение). товке интенсифицируются процессы фаПод действием силы тяжести план- зовых превращений. Через заданное шайба 5 находится в нижнем положе- время начинается охлаждение рабоче— нии, соприкасаясь своим заплечиком З5 го газа, подаваемого в систему пнев14 с торцом 26, закрывая сопло 27. моподвеса. После охлаждения до заданПри этом на выходах 30 появляется ной температуры контролируется касигнал высокого уровня, При подаче чество терморихтовки датчиками 31. команды на установку верхней плиты Датчик работает следующим образом. в рабочее положение давление с выхо — 40 Питание подается к датчику по кадов 30 после усиления по давлению налу 2 (фиг.8) . Через дроссель 33 и мощности подается в верхние поло- сжатый воздух истекает через сопла сти пневмоцилиндров 3 по каналам 41. 31 в атмосферу. При этом в выходном

При опускании верхней плиты 2 в мо- канале 34 создается разряжение. В мент сближения торца 10 с заготовкой 45 рабочем состоянии, т.е. когда в уста40, давление в карманах 11 возраста- новку загружена и зажата заготовка, ет и планшайба 5 останавливается в к торцу сопла 31 подходит плоскость момент, когда давление в карманах 11 заготовки, Воздух из сопла 31 проуравнввешивает силу тяжести планшай- должает истекать в атмосферу через бы 5. С этого момента планшайба "пла- канавки 35 и дроссель,образованный вает" на пневмоподвесе.При дальней- торцом сопла 31 и заготовкой. При шем опускании верхней плиты 2 образу- этом в канапе 34 повышается давление. ется зазор между заплечиком 14 план - Величина давления в канале 34 будет шайбы и торцом 26 плиты 2. Давление обратно пропорциональна величине зана выходах 30 падает. В момент урав- зора между торцом сопла 31 и загоновешивания давления в верхних поло-. товкой. стях пневмоцилиндров с давлением в Датчики 27 положения планшайбы нижних полостях движение плиты 2 5 устроены и работают аналогично. прекращается. Это положение сохраня- . Выходные сигналы датчиков 27 воспри-;

135 нимаются системой управления, а датчиков 31 подаются на измерительные устройства для визуального автоматического контроля плоскостности заготовки (т.е, качества его рихтовки). В случае необходимости терморихтовка повторяется. После окончания терморихтовки в нижние полости пневмоцилиндров 3 по каналам 42 подается высокое давление, Плита 2 поднимается, освобождая заготовку.

Преимуществами предлагаемого способа является то, что терморихтовка заготовки осуществляется при равномерном зажиме по всей площади торцов и при нагружении инерционными силами в радиальном направлении. Это способствует повышению качества закрепления заготовки. Нагрев заготовки рабочим газом пневмоподвеса обеспечивает равномерный прогрев заготовки одновременно с обоих сторон, Это исключает возникновение термических напряжений и улучшает качество рихтовки. Применение механических импульсов торможения и разгона способствует интенсификации процесса фазовых превращений, что повышает производительность труда и снижает брак по операции терморихтовки, проявляющийся при последующей механической обработке.

Формула изобретения

1. Способ терморихтовки прецизионных гибких дисков, включающий нагрев и охлаждение с одновременным вращением диска, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества диска и производительности процесса, перед нагревом производят зажим диска, осуществляют выдержку

5636 6 при заданной температуре нагрева, в процессе которой изделие вращают с чередующимися импульсами изменения скорости, а охлаждение ведут при

5 постоянной скоросги вращения.

2. Способ по п ° 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что нагрев и охлаждение осуществляют газовой средой.

10

3. Устройство терморихтовки прецизионных гибких дисков, содержащее оппозитно расположенные плиты, механизм зажима плит, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения рихтовки прецизионных гибких дисков, устройство снабжено системой подготовки и нагрева газа, размещенным между плитами турбинным колесом. с лопатками и с выполненным на его внутренней поверхности зажимом диска, планшайбой", выполненной с верхней сферической поверхностью с карманами и с радиальными каналами

25 на противоположной поверхности и с полостью, соединенной через отверстия с карманами, при зтом на нижней поверхности верхней плиты выполнена сферическая расточка, в которой с возможностью взаимодействия установлена сферической поверхностью планшайба, а в нижней плите выполнены полость и соединенные с ней через отверстия радиальные карманы, расположенные на верхней поверхности, З5 система подготовки и нагрева газа соединена с плитами, механизм зажи-, ма выполнен в,виде пневмоприводов, соединяющих плиты, причем устройство имеет размещенные на верхней по40 верхности нижней плиты датчики контроля плоскости дисков, а лопатки турбинного колеса имеют профиль встречного направления,.

1355636

1355636

1355636

Составитель А.Орешкина

Техред Л.Олейник Корректор И.Эрдейи

Редактор Ю.Середа

Заказ 5753/25 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деЛам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, у .Проект ектная 4