Способ механической обработки нежестких деталей

Способ механической обработки нежестких деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: технология обработки металлов поверхностно пластическим деформированием . Сущность изобретения: с детали снимают припуск, при этом фиксируют перераспределение остаточных напряжений , которые приводят к ее короблению. Затем производят накатку поверхности инструментом накатником с электромагнитами . Частоту пульсации определяют по зависимости, в которую входит величина внутренних остаточных напряжений. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1О

lQQ С) (.П 3

М1= oo Sy

2b2a2E I

1 (21) 4800143/08 (22) 05.01,90 . (46) 28,02.93. Бюл. %8 (71) Краматорский научно-исследовательский проектно-технологический институт машиностроения и Краматорский индустриальный институт (72) Т.В.Кухтик, С.П.Гинкул, В.С.Кухтик, О,С,Шишкевич, И,В.Кобцева и E,А.Ерегина, (56) Авторское свидетельство СССР

М 671941, кл. В 23 С 3/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

M 1445868, кл. В 23 С 3/00, 1986.

Изобретение относится к технологии обработки металлов поверхностным пластическим деформированием, Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности, На чертеже схематически показайы последовательность обработки, На столе 1 станка закрепляют деталь 2 для механической обработки.и снимают припуск 0èíñòðóìåíòîì 3, Сигналы, поступающие с датчика 4 прибора 5 фиксируют перераспределение остаточных напряжений в детали, которое приводит к ее короблению (фиг. 1). Затем производим накатку поверхности инструментом-накатником 6 с электромагнитами и шариками, при этом частоту пульсации магнитного поля назначают равной

„„ЯЦ„„1798О52 А1 . <5!)5 В 23 С 3/00 (54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: технология обработки металлов поверхностно пластическим деформированием. Сущность изобретения: с . детали снимают припуск, при этом фиксируют перераспределение остаточных напряжений, которые приводят к ее короблению.

Затем производят накатку поверхности инструментом накатником с электромагнитами. Частоту пульсации определяют по зависимости, в которую входит величина внутренних остаточных напряжений. 1 ил., 1 табл.

Деталь 2 из труднообрабатываемой стали 18Х10ГНТ устанавливают и закрепляют на столе 1 фрезерного станка модели

6РН12 Ф 01. Обрабаты ваютдеталь 2 торцовой фрезой 3 с пластинками из твердого сплава

ВК60М со снятием припуска Г= 5 мм. После обработки измеряют внутренние остаточные напряжения детали 2 датчиком 4 прибора,5 ИОН-4 (измеритель остаточных напряжений), После снятия припуска Г = 5 мм в детали 2 возникает момент неуравновешенных внутренних. сил М), который равен где 00 — внутренние остаточные напряжения де.тали;

Sy — статистический момент площади припуска;

Чтобы компенсировать величину коробления после снятия припуска t = 5 мм т.е. привести деталь в равновесие, необходимо

1798052 (2) 8EI

М 1

Эизб = Эпр = (2) ю ГзЬ

8E I (8) Эпр = Эмагн.поля (3) (4) 30

0=0241 Rt, (7) ч

L внести напряжения, равные по величине и знаку напряжениям "ушедшим" с припуском, из этого следует, что величина избыточной потенциальной энергии, совершающей работу по короблению обработанной детали 2 равна энергии "отнятой" у детали 2 при удалении припуска где Эпр — энергия, имевшаяся у припуска, удаленного с поверхности, поэтому вносим

Эпр посредством накатывания с использованием специального инструмента 6 с элек15 тромагнитами, в этом случае где Эмаг.поля — энергия от действия возника20 ющих вихревых токов.

При этом к электромагнитам инструмента подводится пульсирующий ток, который порОждает пульсирующие магнитные поля в электромагнитах. В этом случае . в поверхностном слое. обрабатываемой детали от действия вихревых токов выделяется тепло где t — время нагрева поверхностного слоя;

R — сопротивление обрабатываемой детали;

1 — величина вихревых токов.

Таким образом энергия от действия вихревых токов

Эмагнит.поля = 0,24 I Rt г

Сила вихревых токов равна = л

«с Ь (5) где е Ь вЂ” ЭДС вихревых токов, При перемещении вектора магнитного поля в поверхностном слое припуска инду 45 цируются вихревые токи, ЭДС которых равна также

b =/3 Ь1 Ч (6) где b< — длина проводника, в котором наводится ЭДС индукции Д а проводника 50 равна ширине накатывания.

v — скорость изменения магнитного потока. равная скорости упругой волны в стали.

При этом частота пульсации магнитного поля находится из выражения где L = а — ширина проводника. равная расстоянию между соседними магнитами.

Подставим найденные величины в формулу

V Lг О ц г b г fг а г г

Эпр

Определим из этого выражения частоту пульсации магнитного поля

f—

1,7tPгbгагЕ1

Частота пульсации магнитного поля, найденная из выражения (18) и основные характеристики способа представлены в . таблице.

Как показывают данные таблицы, часто-. та пульсации магнитного поля находится в зависимости от величины внутренних напряжений после снятия припуска с поверх- ности детали. Кроме того., пульсация магнитного поля порождает упругие колебания в металле, которые приводят к ослаблению межатомных связей металла в зоне обработки, т.е. к переходуупругих деформаций в пластические; т.е. за счет этого гговышается качество обработанной детали., так как идет самоупрочнение поверхностного слоя детали, образуется микрорельеф со значительной глубиной лунок с регулируе-, мой величиной остаточных напряжений.

Повышается точность обработки зэ счет компенсации внутренних остаточных на- пряжений "ушЕдших" при снятии припуска, что снижает коробление, уменьшаются пригоночные операции, При этом необходимо учесть, что исключается операция шлифования, что позволяет сократить технологический цикл обработки на 30-40 %, Формула изобретения

Способ механической обработки нежестких деталей, при котором снимают припуск с поверхности детали и воздействуют на нее пульсирующим магнитным полем для снятия внутренних остаточных напряжений, отличающийся тем, что. с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, после снятия припуска измеряют внутренние остаточные напряжения, и одновременно с воздействием на деталь пульсирующим магнитным полем ее поверхность подвергают пластическому деформи1798052 рованию, при этом частоту пульсации маг-. нитного поля определяют из выражения

Значения

Показания

72

5 . 10-4

0,01 /12

Остаточные напряжения, МПа

Статический момент,м

Момент инерции, м

Время нагрева поверхностного слоя, с

Величина магнитной индукции, 0.002

6,28 10

2,1 10

Модуль упругости, МПа

Сопротивление обрабатываемой детали, Ом

0.0001

1,0,01

125 10 сти, Расстояние между магнитами, м

Частота пульсации магнитного поля, Гц

70500

Составитель Т,Кухтик

Техред М,Моргентал Корректор А,Обручар

Редактор

Заказ 736 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 о S

17tP b, El 5 где ap — величина внутренних остаточных напряжений;

S>, l — статический момент и момент инерции;

Длина и ширина обрабатываемой поверхноt — время нагрева поверхностного слоя;

Р- величина магнитной индукции;

Š— модуль упругости;

R — сопротивление обрабатываемой детали;

L, b — длина и ширина обрабатываемой поверхности; а — расстояние между электромагнитами в деформирующем элементе.