RU2553124C2 - Hardening of metal parts of machines - Google Patents

Hardening of metal parts of machines Download PDF

Info

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
Application number
RU2013133450/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013133450A (en
Inventor
Владимир Станиславович Олешко
Original Assignee
Владимир Станиславович Олешко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Станиславович Олешко filed Critical Владимир Станиславович Олешко
Priority to RU2013133450/02A priority Critical patent/RU2553124C2/en
Publication of RU2013133450A publication Critical patent/RU2013133450A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553124C2 publication Critical patent/RU2553124C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to surface hardening of assembly units and parts of the machines. The part is clamped from above and below by spinning pressure shafts fitted in the frame. Said part is placed on said spinning support shaft. Part is subjected to elastic bending. Elastically bent part is hardened on its convex stretched surface by means of surface plastic deformation appliance.
EFFECT: higher efficiency of hardening.
2 dwg

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 part 6;

h2 - глубина распространения внутренних напряжений сжатия в детали 7.h 2 - the depth of propagation of internal compression stresses in the part 7.

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 metal part 7, the surface layers of which were processed by PPD in the stretched bending state, has internal compression stresses (15% greater in absolute value and extending 21% greater depth (h 2 > h 1 ) in the surface layers (in the diagram depicted in FIG. 2, they have negative values) compared to the part 6 that was not bent during hardening. In the depth of the parts, near their neutral lines, internal tensile stresses are induced as a result of the RPD (they have positive values on the diagrams depicted in Fig. 2), od ako weighty influence on the strength characteristics of the components in this place do not have a tensile stress.

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)

Способ упрочнения металлических деталей машин, включающий зажатие детали снизу и сверху по ее краям посредством установленных в раме вращающихся прижимных валов, положение которых регулируют в вертикальной и горизонтальной плоскостях в раме посредством фиксаторов, осуществление упругого изгиба детали, которую располагают на вращающемся опорном валу с опорой на вал и упрочнение упруго изогнутой детали со стороны ее выпуклой растянутой поверхности при помощи приспособления для поверхностного пластического деформирования. A method of hardening metal parts of machines, including clamping the part from below and above along its edges by means of rotating clamping shafts installed in the frame, the position of which is regulated in the vertical and horizontal planes in the frame by means of clamps, the elastic bending of the part, which is placed on a rotating support shaft supported by the shaft and hardening of the elastically curved part from the side of its convex elongated surface using a device for surface plastic deformation.
RU2013133450/02A 2013-07-19 2013-07-19 Hardening of metal parts of machines RU2553124C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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