Способ отпуска изделий

Способ отпуска изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: термомеханическая обработка пружин, Сущность изобретения: способ включает циклический нагрев и охлаждение , совмещенные с пластической деформацией , которую проводят до нагрева, после охлаждения и в промежутке между этими операциями с помощью роликов, диаметры которых связаны с усилием знакопеременной деформации пружин формулой D(ni) 00РомаксА(пО/д(1о)пИ1°, где D(ni) - диаметр опорных роликов, мм; О0-диаметр первого опорного ролика, мм; Ромакс - значение максимального усилия обжатия, реализующего степень деформации пружин в интервале 1,0-0,4 %;А(п|)-функция изменения усилия обжатия по циклам нагружения; д(ю)П1 по - остаточное сопротивление деформации после термомеханического воздействия , %; п0- первый цикл нагружения; щ- i-й цикл нагружения. Изобретение обеспечивает снижение уровня релаксационных напряжений и повышение стойкости пружин. 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s С 21 D 9/02, 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Л

С) (л

Ql »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758049/02 (22) 13.09.89 (46) 15.06.92. Бюл. ¹ 22 (71) Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства "Технолог" (72) Я.И,Шор, А,К,Херсонский, М.С,Любашевский, В.П,Анисимов, В.Н.Сущенко и

И.И.Скокова (53) 621.365,5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11552255221177, кл. С 21 D 8/00, 1988. (54) СПОСОБ ОТПУСКА ИЗДЕЛИЙ (57) Использование; термомеханическая обработка пружин. Сущность изобретения; способ включает циклический нагрев и охлаждение, совмещенные с пластической деформацией, которую проводят до нагрева, Изобретение относится к области термической обработки и может быть использо-. вано в машиностроении при производстве витых пружин и пружинных элементов.

Известен способ термической обработки кольцевых длинномерных деталей, включающий закалку заготовки, совмещенную с пластической деформацией, и термоциклический отпуск в устройстве для нагрева и охлаждения спрейером, совмещенный с пластической деформацией посредством приспособления, при этом пластическая деформация при закалке и отпуске осуществляется осевым растяжением заготовки со степенью деформации 2...5%, а температура циклических нагревов при отпуске превышает технологическую на 30...50 С.

Известен способ ввиду использования односторонней деформации — деформации

„„5U„„1740455 А1 после охлаждения и в промежутке между этими операциями с помощью роликов, диаметры которых связаны с усилием знакопеременной деформации пружин формулой

D(ni) = 0оРомаксА(п1)/g(io) ", где D(ni) — диаметр опорных роликов, мм; Do — диаметр первого опорного ролика, мм; Ромакс значение максимального усилия обжатия, реализующего степень деформации пружин в интервале1,0 — 0,4%; A(ni) — функция изменения усилия обжатия по циклам нагружения;

9(0)" — остаточное сопротивление деформации после термомеханического воздействия, %; np — первый цикл нагружения; ni — i-й цикл нагружения. Изобретение обеспечивает снижение уровня релаксационных йапряжений и повышение стойкости пружин. 1 табл. растяжением — характеризуется высоким уровнем релаксационных напряжений, снижающих качество обрабатываемых изделий и не обеспечивающих стабилизации геометрии их после обработки без дополнительных операций: заневоливания технологического обжатия, тренировки. Характеризующий уровень остаточных релаксационных напряжений коэффициент и06 ц соответствует в известном способе обработки величине

0,38...0,43. Кроме этого, известный способ требует использования значимых усилий и степеней деформации.

Цель изобретения — повышение качества обрабатываемых изделий, преимущественно витых цилиндрических пружин, путем снижения уровня релаксационных напряжений.

1740455

20

30

Способ осуществляют следующим образом.

Навитый пружинный элемент в закаленном состоянии перемещают в приспособлен ие для пластической деформации, выполненное в виде роликов, последовательно установленных до и после устройства для нагрева (проходного индукционного нагревателя), и спрейера (проходного, двухсекционного), при этом диаметры роликов связаны с усилием знакопеременной деформации зависимостью:

Do Ромакс A(ll})

D(n<)—

9(- е) где D(n;) -диаметр опорных роликов, размещенных последовательно после устройства для нагрева и после отдельных секций комбинированного спрейера (второй, третий и четвертый ролики приспособления);

0о — диаметр опорного ролика, размещенного до устройства для нагрева (первый ролик), Do определяется габаритами пружины и общей скоростью обработки и перемещения пружины в линии;

Ромакс значение максимального усилия обжатия при температуре отпуска, реализующего степень деформации обрабатываемой пружины в интервале

1,0... 0,4 /о, А (п ) — функция изменения усилия обжатия в приспособлении;

g(<о)" "о — остаточное сопротивление деформации (обжатия) после термомеханического воздействия в приспособлении;

no — первое приспособление для отпуска линии циклической обработки пружин;

n — i-e приспособление для отпуска линии циклической обработки пружин.

Выполненные в соответствии с приведенной зависимостью ролики не только перемещают пружину в осевом направлении относительно приспособления, но и непрерывно-последовательно растягивают ее между первым (расположенным до индукционного нагревателя) и вторым (расположенным после индукционного нагревателя перед входом в спрейер) роликами за счет соотношения их диаметров (приближенно в зависимости от длины индукционного нагревателя, длины и шага пружины и т,д.)

1:1,09, В процессе перемещения сквозь индукционной нагреватель приспособления пружина нагревается до температуры отпуска 420- 10 С, После перемещения в первую секцию спрейера пружина принудительно охлаждается до 110 С и одновременно сжимается между вторым и третьим (расположенным после первой и на входе второй секции спрейера) роликами за счет соотношения их диаметров (приближенно, в абсолютных величинах) 1,09:1,04. Затем также непрерывно-последовательно пружина перемещается во вторую секцию спрейера, где принудительно охлаждается от 110 C до

20...25 С и одновременно растягивается между третьим и четвертым (расположенным после спрейера) роликами за счет соотношения их диаметров (приближенно, в абсолютных величинах) 1,04:1,07. Такое выполнение роликов обеспечивает знакопеременную деформацию отпускаемой пружины с убывающей степенью деформации в интервале 1,0 — 0,4 /, при этом снижение степени знакопеременной деформации объяснимо наличием эффекта Баушингера.

Приспособления для знакопеременной пла.стической деформации (3„,5 шт) агрегатируются в автоматическую линию отпуска пружин, а в совокупности с автоматизированным узлом навивки и закалки в автоматическую линию изготовления витых пружин.

Пример. Витую цилиндрическую пружину из стали 65Г (диаметр пружины 24 мм, длина 630 мм), закаленную на мартенсит (НКСэ = 56...60, Аост < 6 /о), в приспособлении для знакопеременной пластической деформации подвергают скоростному индукционному нагреву до температуры отпуска 420+ 10 С и одновременно подвергают растяжению за счет разности диаметров приводных роликов, расположенных до и после индуктора, а затем подвергают двухэтапному принудительному охлаждению в двухсекционном спрейере до 110 С на первом этапе и до 20...25 С на втором, одновременно деформируя пружину сжатием на первом этапе охлаждения и растяжением на втором аналогично за счет разности диаметров роликов, размещенных до и после каждой из секций спрейера, при этом суммарная степень деформации находится в интервале 1,0...0,4 / и убывает от нагревателя к конечной секции спрейера, Суммар— 0,4 ное время цикла отпуска 12 с.

Твердость пружины после трех-пяти циклов отпуска HRC3 = 48...51, предел упругости достигает 170 кг/мм, коэффициент

2 ,и достигает величины 0,27...0,29, что приближает данную характеристику к величине. соответствующей абсолютной упругости (,и

= 0,25), и остаточной деформации обработанных пружин в процессе эксплуатации практически не отмечено, Результаты эксплуатационных испытаний приведены в таблице.

1740455

% о

Я(о) 20

Технологические па ам, Результаты исследований

Эксплуатационная стойк, до разруш. (к-во иклов х10

Остат,деформ., %

Уровень релакса ц. на и ряже н,ус

Степень деформации, %

Кол-во циклов

Известный способ

0,25 — 0,3

0,38 — 0,43

4,2

3 — 5

2 — 5 едлагаемый способ

0,2

0,5

0,7

0,6

0,3

0,25

0,4

0,3

0,25

0,35 — 0,37

0,27 — 0,31

0,27 — 0,29

0,27 — 0,28

0,33 — 0,35

0,41 — 0,45

0,39 — 0,42

0,38 — 0,40

0,40 — 0,43

2,4

0,3

0,3

0,2

0,9

4,9

3,3

2,1

5,5

3

5

3

5

1,0-0,4

1,0-0,4

1,0-0,4

1,0-0,4

1,0-0,4

0,2

0,2

1,2

1,2

Составитель А,Абросимов

Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Заказ 2052 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Анализ результатов таблицы показывает, что использование предложенного способа более эффективно, чем известного:. снижается уровень релаксационных напряжений и как результата эксплуатационная стойкость пружин повышается в 2,0„,2,3 раза.

Формула изобретения

Способ отпуска изделий, преимущественно пружин, включающий циклический нагрев и охлаждение, совмещенные с пластической деформацией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества обработки путем снижения уровня релаксационных напряжений, пластическую деформацию проводят до нагрева, после охлаждения и в промежутке между этими операциями с помощью роликов, диаметры которых связаны с усилием знакопеременной деформации пружин формулой

5 где D(ni) — диаметр опорных роликов, мм;

Do — диаметр первого опорного ролика, мм;

Ромак — значение максимального усилия обжатия, реализующего степень дефор10 мации обрабатываемой пружины в интервале 1,0 — 0,4%;

A (n;) — функция изменения усилия обжатия в приспособлении по циклам нагружения;

15 g(io) остаточное сопротивление деформации после термомеханическогб воздействия; п — первый цикл нагружения;

n — i-й цикл нагружения,