Способ снятия остаточных напряжений в металлических деталях Советский патент 1989 года по МПК C21D1/04 

Изобретение относится к обработке металлов вибрацией и может быть использовано в машиностроении при из- готовлении различных конструкций сваркой, литьем, ковкой и др.

Цель изобретения - улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по объему детали.

Способ осуществляют следующим образом.

Экспериментальными методами, расчетом или на основе производственного опыта определяют участки детали,со- ответс твукицие концентраторам напряжений, величину, распределение по детали и знак напряжений. После этого в соответствующей зоне детали создают напряжения, обратные по знаку существующим, но не превьшающие их по абсолютному значению. Напряжения создают с использованием различных приспособлений для дозированного механического, пневматического, гидравлического, магнитного, электростатического или других видов приложения усилия в зависимости от специфики детали и конкретных условий виброобработки. Затем деталь закрепляют на рабочем столе виброустановки и осуществляют обработку, не снимая приложенного напряжения. После окончания виброобработки деталь освобождают от воздействия нагружения.

Сущность способа заключается в том, что благодаря приложению на участках концентрации напряжений, обрат- ных им по знаку и не превышакичих по абсолютному значению напряжений, происходит предварительное выравни- вание картины напряженного состояния детали. Благодаря этому все участки обрабатьшаемой детали находятся приблизительно в равных условиях относиел

;о

тельно требуемого вибрационного воздействия для эффективного снятия напряжений. При приложении колебаний предварительно нагруженная деталь ко леблется вокруг нового нулевого положения, соответствующего минимальному уровню напряжений. За счет этого при приложении относительно меньшей амплитуды происходит более эффективное снятие напряжений в зонах концентраторов. Таким образом достигается повьшение равномерности обработки.

Пример. Проводят виброобработку по известному и предлагаемому способам корпусной детали из стали 45 специальной технологической установки. В середине детали после выполнения сварки образовались растя- гиваннцие напряжения. Измерения остаточных напряжений осуществляют методом магнитной упругости датчиками с магнитопроводами на основе магнитной жидкости.

Возбуждение колебаний осуществляют электромагнитным вибратором в диапазоне частот 280±.40 Гц, что соответст™ вует одной из резонансных частот об- рабатьюаемой детали.

По известному способу деталь закрепляют на рабочем столе вибратора и возбуждают колебания на резонансной Частоте 296 Гц, Через 10 мин виб- рационное воздействие прекращают. В результате напряжения в зоне сварных швов снижаются с 80+5 до 60±5 МПа при среднем значении напряжений в остальных участках детали 8-tO Ша.

По предлагаемому способу деталь предварительно нагружают на изгиб таким образом, чтобы компенсировать

10

г

15

20

25

30

35 40

растягивающие напряжения в зоне выполнения сварки сжимающими напряжениями до уровня 8-15 Ша. После этого нагруженную деталь вместе с приспособлением устанавливают, закрепляют на рабочем столе вибратора и возбуждают колебания на резонансной частоте 278 Гц. После 10 мин вибрационного воздействия вибратор отключают. Снимают нагружакицее приспособление и измеряют напряжения методом магнитной упругости. В результате обработки напряжения в зоне сварных швов снижаются с 80+5 до 20+5 МПа при среднем значении напряжений в остальных участках детали 8-10 МПа, Таким образом, анализ результатов сравнительных испытаний двух способов показьшает, что применение предлагаемого способа позволяет более значительно снизить уровень напряжений в зоне их концентрации: до . 20+5 вместо 60±5 МПа по известному способу и тем самым повысить равномерность обработки.

Формула изобретения

Способ снятия остаточных напряжений в металлических деталях, преимущественно с концентраторами напряжений, включающий закрепление и вибрацию на резонансных частотах детали., отличающийся тем, что, с целью улучшения качества путем равномерного снятия остаточньк напряжений по объему детали, вибрацией в участках с концентрацией напряжений создают статические на- пряжения,, противоположные рабочим и не превышающие их по абсолютной величине.

Изобретение относится к обработке металлов вибрацией и может быть использовано в машиностроении при изготовлении различных конструкций сваркой, литьем ковкой и др. Цель изобретения - улучшение качества путем равномерного снятия остаточных напряжений по объему детали. На участках детали, соответствующих локализации концентраторов напряжений, создаются напряжения, обратные по знаку существующим и не превышающие их по абсолютному значению, после чего подвергают деталь вибрации на резонансных частотах детали.