Способ обработки металлических деталей для снятия остаточных напряжений Советский патент 1987 года по МПК C21D1/04 

усилия. Сечение балки выбирается из условия превышения частоты собственных колебаний ее участка между местом крепления вибратора и местом крепления детали над частотой вынуж1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня остаточных напряжений и стабилизации размеров отливок и Сварных конструкций из различных металлов и сплавов.

Цель изобретения - сокращение времени снятия остаточных напряжений путем увеличения.динамических усилий в детали.

На чертеже показана схема установки, реализующая предлагаемый способ.

Деталь 1 с помощью крепления 2 и накладки 3 крепится к фланцу 4, который жестко или с поворотной степенью свободы скреплен балкой 5, связанной через шарнирную опору 6 и стойки 7 с опорной плитой 8, установленной на фундаменте 9. Деталь 1 с помощью крепления 10 и накладок 11 также крепится к стойкам 12, установленным i на опорной плите 8. На балке, с другого края от шарнирной опоры 6, на расстоянии от места крепления детали устанавливается сверху и крепится к балке вибратор 13, под местом крепления которого (под бгш- кой) устанавливается пружина 14. Для уменьшения массы балки в ней могут выполняться внутренние сквозные отверстия 15.

Деталь 1 может не только располагаться между опорами 7, но и устанавливаться перпендикулярно балке 5 (не показано), что является целесообразным особенно при обработке более крупных деталей.

При включении вибратора 13 через балку 5 детали 1 передаются знакопеременные усилия.

При обработке деталей по предлагаемому способу увеличиваются возникающие в них напряжения, а следовательно, и эффективность обработки.

Су1дность способа заключается в трм, что деталь и вибратор перед вибдающей силы вибратора. При обработке по такому способу увеличиваются возникающие в детали напряжения, а следовательно, и зффективность обработки. 1 ил.

2

рацией крепятся к балке, имеющей шарнирную опору. При этом деталь, будучи установленной на опорах и скрепленной- с ними, крепится также к балке. Скрепленный балкой участок детали пре- - имуществено выбирается между опорами. Скрепляемый деталью участок балки расположен между ее шарнирной опорой и местом крепления вибратора. При

этом сечение балки выбираются из условия превышения частоты собственных колебаний ее участка между местом крепления вибратора и местом крепления детали над частотой вынуждающей

силы вибратора.

Условия превышения частоты собственных колебаний балки над частотой вынуждающей силы вибратора наряду с использованием специальной балки в

качестве передающего усилие рычажно- го механизма дозволяют увеличить силу, действующую на деталь, по сравнению с силой, создаваемой вибратором при данном типе динамической на- грузки.

В противном случае в отличие от статики, особенно ввиду применения системы рычажного типа, происходило бы не увеличение,а,, наоборот, ослабление воздействия на деталь.

При виброобработке описанным способом увеличиваются не только знакопеременные , вызванные вынуждающей силой вибратора, но и однонапраЕ1ленная сила, вызванная весом вибратора и балки, что может привести к несимметричному нагружению детали и к некоторому снижению эффективности обработки по сравнению с случаем,

когда при прочих равных условиях в детали возникают знакопеременные напряжения. Для устранения этого фактора в балке, преимущественно в месте крепления вибратора, крепится связанная с опорной плитой маложесткая пружина, жесткость которой выбирает31312108

ся из условия значительного (неменее, ческое чем в несколько раз) превышения частоты вынуждающей силы вибратора над частотой собственных колебаний этой

вибрат

При стально

пружины, с учетом приведенной к точке j опоры до крепления фланца 4, равной.

ее крепления массы балки.

например, 0,3 м, и длиной активного участка от фланца 4 до вибратора,равной 0,9 м, действующее на деталь усилие в несколько раз превышает возмунапример, 0,3 м, и длиной активного участка от фланца 4 до вибратора,равной 0,9 м, действующее на деталь усилие в несколько раз превышает возмуТехническое решение позволяет увеличить силу, приложенную к детали, и, в конечном счете, уменьшить вре- О щающую силу вибратора,даже если она мя виброобработки.не достигает их 4-кратного предела.

В некоторых случаях можно заменить Это позволит применить вибратор мар- вибраторы одного типа (например, с ки ИВ-24 на 3,0 т.

электрическим двигателем) на менее длине активного участка про- мощныё вибраторы другого типа (нап- 5 межутбчной балки 1 - 0,9 м; высоте

h 0,3 м; ширине b О,1 м (он может состоять из двух параллельных балок шириной 0,05 м, соединенныхмежример, электродинамические).

Приме р. Частота собственных

колебаний f

С06

активного участия балки выбирается из условия f

сое биб

ду собой по краям и фланцем в области

где f gj, - частота вынуждающей силы 20 шарнира) его масса составляет примерно 250 кг. Частота собственных колебаний этого активного участка в соответствии с приведенной формулой составляет примерно 250 Гц, что больше

-виь вибратора.

Частоты собственных колебаний активного участка балки между креплениями балки к вибратору и к детали могут быть оценены по формуле

частоты вынуждающей силы вибратора ИВ-24,которая составляет 50 Гц.

сое

где Е - модуль упругости материала

балки;

j - момент инерции ее поперечного сечения относительно нейтральной оси;

1 - длина ее активного участка; m - суммарная масса активного участка балки и вибратора. В качестве детали подвергают виброобработке чугунный брус высотой h 0,3, шириной b 0,3 м, длиной 2 м, для создания в нем напряжений

1 кг/мм 10 Н/м необходимо стати

Редактор Н.Гунько

Составитель А.Кулемин

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 1936/24 Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

усилие 9 т, что, например,

ческое

вибратор ИВ-24 обеспечить не может.

При использовании промежуточной стальной балки длиной от шарнирной

например, 0,3 м, и длиной активного участка от фланца 4 до вибратора,равной 0,9 м, действующее на деталь усилие в несколько раз превышает возмущающую силу вибратора,даже если она не достигает их 4-кратного предела.

ду собой по краям и фланцем в области

20 шарнира) его масса составляет примерно 250 кг. Частота собственных колебаний этого активного участка в соответствии с приведенной формулой составляет примерно 250 Гц, что больше

частоты вынуждающей силы вибратора ИВ-24,которая составляет 50 Гц.

Формула изобретения

30 Способ обработки металлических деталей для снятия остаточных напряжений вибрацией через промежуточную конструкцию, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени

35 снятия остаточных напряжений путем увеличения динамических усилий в детали, вибрацию осуществляют через балку с частотой собственных колебаний ее активного участка, превышающей . частоту вынужденных колебаний вибра-

Изобретение относится к кашинр- строению и может быть использовано для снижения уровня остаточных напряже- -ний и стабилизации размеров отливок и сварных конструкции из различных металлов и сплавов. Цель изобретения - сокращение времени снятия остаточных напряжений путем увеличения динамических усилий в детали. Сущность изобретения заключается в том, что . деталь 1 с помощью крепления 2 и накладки 3 крепится к фланцу 4, который жестко или с поворотной степенью свободы скреплен балкой 5, связанной через шарнирную опору 6 и стойки 7 с опорной плитой 8, установленной на фундаменте 9. Деталь 1 с помощью крепления 10 и накладок 11 также крепится к стойкам 12, установленным на опорной плите 8. На балке, с другого края от шарнирной опоры 6, на расстоянии от места крепления детали устанавливается сверху и крепится к балке вибратор 13, под местом крепления которого (под балкой) устанавливается пружина 14. Для уменьшения массы балки в ней могут выполняться внутренние сквозные отверстия 15. При включении вибратора 13 через балку 5 детали 1 передаются знакопеременные С S (Л 6 / Х/Х/хУХ/У/Х///// 7,