RU2553124C2 - Hardening of metal parts of machines - Google Patents
Hardening of metal parts of machines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553124C2 RU2553124C2 RU2013133450/02A RU2013133450A RU2553124C2 RU 2553124 C2 RU2553124 C2 RU 2553124C2 RU 2013133450/02 A RU2013133450/02 A RU 2013133450/02A RU 2013133450 A RU2013133450 A RU 2013133450A RU 2553124 C2 RU2553124 C2 RU 2553124C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardening
- machines
- metal parts
- ppd
- parts
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области механической обработки при изготовлении или ремонте металлических деталей машин, имеющих относительно небольшие толщины и способных упруго изгибаться.The present invention relates to the field of machining in the manufacture or repair of metal parts of machines having relatively small thicknesses and capable of elastically bending.
Известен способ упрочнения металлических деталей машин поверхностным пластическим деформированием (ППД), заключающимся в создании внутренних сжимающих напряжений в их поверхностных слоях. Упрочнение металлических деталей машин может осуществляться ударным (дробеструйной, ультразвуковой обработкой и т.д.), либо статическим (накатыванием, выглаживанием и т.д.) ППД.A known method of hardening metal parts of machines with surface plastic deformation (PPD), which consists in creating internal compressive stresses in their surface layers. Hardening of metal parts of machines can be carried out by impact (bead-blasting, ultrasonic treatment, etc.), or static (rolling, smoothing, etc.) PPD.
При ППД происходят сдвиги в зернах металла деталей, искажение его кристаллической решетки, изменение формы и размеров зерен, что способствует перемещению вглубь металла дислокаций и препятствует развитию микротрещин. В результате ППД поверхностные слои деталей машин оказываются сжатыми. При этом снижается шероховатость поверхности, повышается прочность, твердость и выносливость поверхностных слоев металлических деталей, которые в значительной степени определяют их эксплуатационные свойства [1, 2].When PPD shifts occur in the grains of metal parts, distortion of its crystal lattice, a change in the shape and size of grains, which contributes to the displacement of dislocations deep into the metal and prevents the development of microcracks. As a result of PPD, the surface layers of machine parts are compressed. At the same time, surface roughness decreases, strength, hardness and endurance of the surface layers of metal parts increase, which largely determine their operational properties [1, 2].
Однако ППД металлических деталей, а особенно, деталей, изготовленных из высокопрочных сталей и сплавов, является весьма трудоемким процессом.However, the PPD of metal parts, and especially parts made of high-strength steels and alloys, is a very time-consuming process.
Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности упрочнения металлических деталей машин.The aim of the proposed invention is to increase the efficiency of hardening of metal parts of machines.
Поставленная цель достигается тем, что перед началом упрочнения ППД, и в процессе его, металлические детали предварительно упруго изгибают, и фиксируют в этом положении в специальном приспособлении так, чтобы в поверхностных слоях обрабатываемой поверхности металлических деталей возникали внутренние растягивающие напряжения. На фиг.1 изображена схема приспособления для упрочнения ППД металлических деталей машин, повышающая эффективность упрочнения. На фиг.1 цифрами обозначены:This goal is achieved in that before the start of hardening of the PPD, and during it, the metal parts are pre-elastically bent, and fixed in this position in a special device so that internal tensile stresses arise in the surface layers of the treated surface of the metal parts. Figure 1 shows a diagram of a device for hardening PPD metal parts of machines, increasing the efficiency of hardening. In figure 1, the numbers denote:
1 - упрочняемая деталь;1 - hardened part;
2 - опорный вал;2 - a supporting shaft;
3 - приспособление ППД;3 - device PPD;
4 - прижимные валы, изгибающие и фиксирующие упрочняемую деталь 1;4 - clamping shafts, bending and fixing the hardened part 1;
5 - фиксаторы, регулирующие положение прижимных валов 4 в вертикальной или горизонтальной плоскостях.5 - latches regulating the position of the clamping shafts 4 in the vertical or horizontal planes.
Повышение эффективности ППД металлических деталей машин производится следующим способом. Приспособление для фиксации упрочняемой детали 1 (см. фиг.1) имеет рамную конструкцию с регулируемыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях посредством фиксаторов 5 прижимными валами 4, зажимающими деталь 1 по ее краям сверху и снизу. Прижимные валы 4 вращаются вокруг своих продольных осей. Деталь 1 кладется на вращающийся вокруг своей продольной оси опорный вал 2, упруго изгибается на необходимую величину и фиксируется посредством фиксаторов 5 прижимными валами 4 как показано на фиг.1. При помощи приспособления ППД 3 деталь 1, опираясь на опорный вал 2, упрочняется с выпуклой растянутой поверхности. По окончании ППД упрочняемая деталь 1 освобождается от фиксации. При освобождении от упругой деформации в металлической детали сжатые в результате ППД ее поверхностные слои еще более сжимаются. Наведенные в них внутренние напряжения сжатия становятся более интенсивными и распространяются на большую глубину, что влечет за собой более эффективное упрочнение детали.Improving the efficiency of PPD metal parts of machines is carried out in the following way. The device for fixing the hardened part 1 (see figure 1) has a frame structure with adjustable in vertical and horizontal planes by means of clamps 5 clamping shafts 4, clamping the part 1 along its edges from above and below. The clamping shafts 4 rotate around their longitudinal axes. Part 1 is placed on a support shaft 2 rotating around its longitudinal axis, elastically bent by the required value and fixed by means of clamps 5 by the pressure shafts 4 as shown in Fig. 1. Using the device PPD 3, part 1, relying on the support shaft 2, is hardened with a convex stretched surface. At the end of the RPM, the hardened part 1 is released from fixation. When released from elastic deformation in a metal part, its surface layers compressed as a result of PPD are further compressed. Induced in them internal compression stresses become more intense and extend to greater depths, which entails a more efficient hardening of the part.
На фиг.2 показано распределение внутренних напряжений в упрочненных ППД слоях предварительно изогнутых и неизогнутых деталях. На фиг.2 изображены половины деталей выше их нейтральных линий. На фиг.2 цифрами и буквами обозначены:Figure 2 shows the distribution of internal stresses in hardened PPD layers of pre-curved and non-curved parts. Figure 2 shows half of the parts above their neutral lines. In figure 2, numbers and letters denote:
6 - не изогнутая при ППД деталь;6 - part not curved during PPD;
7 - упруго изогнутая при ППД деталь;7 - detail elastically curved during PPD;
h1 - глубина распространения внутренних напряжений сжатия в детали 6;h 1 - the depth of propagation of internal compression stresses in the
h2 - глубина распространения внутренних напряжений сжатия в детали 7.h 2 - the depth of propagation of internal compression stresses in the
Распределение получено в результате экспериментальных исследований методом измерения микротвердости материала прибором ПМТ-3 образцов из стали 40Х, обработанных дробеструйной обработкой.The distribution is obtained as a result of experimental studies by the method of measuring the microhardness of a material with the PMT-3 device of samples made of steel 40X, treated by shot peening.
Металлическая деталь 7, поверхностные слои которой обрабатывались ППД в растянутом изгибом состоянии, имеет в поверхностных слоях на 15% большие по абсолютной величине и распространяющиеся на 21% большую глубину (h2>h1) внутренние напряжения сжатия (на эпюре, изображенной на фиг.2, они имеют отрицательные значения) по сравнению с не изогнутой при упрочнении деталью 6. В глубине деталей, вблизи их нейтральных линий в результате ППД наводятся внутренние напряжения растяжения (на эпюрах, изображенных на фиг.2, они имеют положительные значения), однако весомого влияния на прочностные характеристики деталей в этом месте напряжения растяжения не оказывают.The
Для исключения коробления металлических деталей в результате ППД (загиб концов деталей в сторону источника ППД) необходимо обработать ППД детали и с противоположной поверхности.To exclude warping of metal parts as a result of PPD (bending of the ends of parts to the source of PPD), it is necessary to process the PPD of the part from the opposite surface.
Источники информацииInformation sources
1. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. - М.: Машиностроение, 1987. - 328 с.1. Odintsov L.G. Hardening and finishing of parts by surface plastic deformation: a Handbook. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - 328 p.
2. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностно-пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 2002. - 300 с.2. Smelyansky V.M. Mechanics of hardening of parts by surface plastic deformation. - M.: Mechanical Engineering, 2002. - 300 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133450/02A RU2553124C2 (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Hardening of metal parts of machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133450/02A RU2553124C2 (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Hardening of metal parts of machines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013133450A RU2013133450A (en) | 2015-01-27 |
RU2553124C2 true RU2553124C2 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53281058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013133450/02A RU2553124C2 (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Hardening of metal parts of machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553124C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3912759A1 (en) * | 2020-05-18 | 2021-11-24 | Dr. Joachim Hug | Method and device for increasing the long-term resilience of a shaft |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1234168A1 (en) * | 1984-04-13 | 1986-05-30 | Владимирский политехнический институт | Method of working cylindrical components by surface plastic deformation |
SU1310180A1 (en) * | 1985-03-20 | 1987-05-15 | Владимирский политехнический институт | Method of burnishing cylindrical work |
SU1816668A1 (en) * | 1990-02-28 | 1993-05-23 | Novgorodskij Politekhn I | Knurling capstan |
US6651474B2 (en) * | 2000-10-25 | 2003-11-25 | Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg | Device for the fixed-rolling of crankshafts |
RU2380212C1 (en) * | 2008-06-05 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method for processing of nonrigid shafts |
-
2013
- 2013-07-19 RU RU2013133450/02A patent/RU2553124C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1234168A1 (en) * | 1984-04-13 | 1986-05-30 | Владимирский политехнический институт | Method of working cylindrical components by surface plastic deformation |
SU1310180A1 (en) * | 1985-03-20 | 1987-05-15 | Владимирский политехнический институт | Method of burnishing cylindrical work |
SU1816668A1 (en) * | 1990-02-28 | 1993-05-23 | Novgorodskij Politekhn I | Knurling capstan |
US6651474B2 (en) * | 2000-10-25 | 2003-11-25 | Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg | Device for the fixed-rolling of crankshafts |
RU2380212C1 (en) * | 2008-06-05 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method for processing of nonrigid shafts |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3912759A1 (en) * | 2020-05-18 | 2021-11-24 | Dr. Joachim Hug | Method and device for increasing the long-term resilience of a shaft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013133450A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4034585A (en) | Process of compression stressing metals to increase the fatigue strength thereof | |
ATE383446T1 (en) | METHOD FOR INCREASE THE Fatigue STRENGTH, IN PARTICULAR THE BENDING STRENGTH AND THE TORSIONAL STRENGTH OF CRANKSHAFTS | |
DE602007011021D1 (en) | Processes and installations for shot peening | |
RU2553124C2 (en) | Hardening of metal parts of machines | |
Mhaede et al. | Fatigue performance of Al7075-T73 and Ti-6Al-4V: comparing results after shot peening, laser shock peening and ball-burnishing | |
Harada et al. | Effect of microshot peening on fatigue life of spring steel SUP9 | |
CN110714177A (en) | Method for optimizing composite process for strengthening Ti-10V-2Fe-3Al alloy surface layer | |
US7685855B2 (en) | Vertically shaking working device | |
Yue et al. | Roughness effects on fretting fatigue | |
Pak et al. | Experimental investigation of the effects of initial surface roughness on ultrasonic assisted ball burnishing of Al6061-T6 | |
JP2015200022A (en) | Manufacturing method of iron-based shape memory alloy and iron-based shape memory alloy | |
RU2478031C2 (en) | Method of residual stress relaxation | |
KR20100003102U (en) | Ultrasonic shot peening apparatus having rotation and velocity control of cylinder-shaped specimen | |
Lee et al. | Fretting fatigue behavior of cavitation shotless peened Ti–6Al–4V | |
RU2595076C2 (en) | Method of straightening of long cylindrical parts | |
RU2682580C1 (en) | Method of manufacturing small-sized finned sheet parts | |
Cherif et al. | Integration of a Deep Rolling Process in the Heat Treatment of SAE1045 Steel: a Way to Reduce and Optimize the Production Chain | |
JP2014502217A (en) | Apparatus and method for processing ceramic workpieces | |
RU2617073C2 (en) | Method of parts geometric parameters stabilization | |
RU2757643C1 (en) | Method for surface-plastic deformation of the external surface of the part in the form of a rotation body | |
RU2626703C2 (en) | Method of cylindrical parts parameters stabilization | |
JP2006104553A (en) | Connecting rod with excellent fatigue characteristic, and method for improving fatigue characteristic thereof | |
RU2611614C1 (en) | Method of flexible parts straightening and stabilization | |
Kokoreva et al. | Results of research of hardness of samples under strengthening by methods of surface-plastic deformation | |
Ivanov | WORKING BY THE PULSATORY GAS OF HIGH-STRENGTH STEELS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180720 |