SU1235931A1 - Method of treatment of metalwork - Google Patents

Method of treatment of metalwork Download PDF

Info

Publication number
SU1235931A1
SU1235931A1 SU843846176A SU3846176A SU1235931A1 SU 1235931 A1 SU1235931 A1 SU 1235931A1 SU 843846176 A SU843846176 A SU 843846176A SU 3846176 A SU3846176 A SU 3846176A SU 1235931 A1 SU1235931 A1 SU 1235931A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
nodal
vibration
oscillations
resonant
frequency
Prior art date
Application number
SU843846176A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович ЯРЛЫКОВ
Глеб Васильевич Сутырин
Николай Сергеевич Дудоров
Юрий Рудольфович Янус
Дмитрий Валентинович Кудрявцев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1575
Тульский Политехнический Институт
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 Предприятие П/Я А-1575, Тульский Политехнический Институт filed Critical Предприятие П/Я А-1575
Priority to SU843846176A priority Critical patent/SU1235931A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1235931A1 publication Critical patent/SU1235931A1/en

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

12359311235931

Изобретение относитс  к обработке деталей дл  снижени  внутренних напр жений , в частности к вибрационной обработке, и может быть использовано при изготовлении изделий в металлургической промышленности, сварочном производстве, промьтшенности машиностроени  и приборостроени .The invention relates to the processing of parts for reducing internal stresses, in particular to vibration processing, and can be used in the manufacture of products in the metallurgical industry, welding production, mechanical engineering and instrument engineering.

Цель изобретени  - сн тие остаточных напр жений.The purpose of the invention is to remove residual stresses.

На фиг. 1 изображена схема оболочки типа Переход и показано расположение узловых зон колебаний при резонансной частоте по торцам детали (здесь 1 - узловые точки); на фиг.2 схема оболочки с торцовой части (2 - узловые точки); на фиг. 3 - развертка детали (изображены пунктиром узловые линии колебаний и форма колебаний детали, определенна  на резонансной частоте, максимальной по величине в диапазоне рабочих резонансных частот, с релкой 4 показана оптимальна  зона ввода колебаний).FIG. 1 shows a diagram of the Transition type shell and shows the location of the nodal oscillation zones at the resonant frequency at the ends of the part (here 1 is the nodal points); in Fig.2 is a diagram of the shell with the end part (2 - the nodal points); in fig. 3 - detail scan (dotted line shows the nodal oscillation lines and the shape of the part oscillation determined at the resonant frequency, maximum in the range of operating resonant frequencies, with the slider 4 the optimum vibration input area is shown).

Способ реализуетс  следующим образом .The method is implemented as follows.

На конструкцию в произвольном месте устанавливают вибратор с регулируемой частотой вибрационного воздействи  . Определ ют диапазон рабочих резонансных частот конструкции путем сканировани  частоты вибрационного воздействи . Из числа найденных резонансных частот конструкции выбирают резонансную частоту, максимальную по величине, и подвергают конструкцию вибрации. Дл  детали типа Переход (фиг. 1) эта частота f.A vibrator with an adjustable frequency of vibration action is installed on the structure in an arbitrary place. The range of operating resonant frequencies of the structure is determined by scanning the frequency of the vibration effect. From among the found resonant frequencies of the structure, the resonant frequency, the maximum in magnitude, is chosen and the structure is subjected to vibration. For Transition type details (Fig. 1), this frequency is f.

КTO

При вибрировании на этой резонансной частоте определ ют форму колебаний конструкции, отмеча  на чертеже места с минимальной, практически нулевой амплитудой колебаний - узловые линии и зоны (фиг. 1). Наход т поверхность конструкции с минимальным количеством узловых зон. Дл  перехода эта поверхность проходит по торцу малого диаметра. При этом узловые линии пересекают поверхность под углом и про вл ют себ  в сечении в виде узловых точек (зон). Три узловых зоны имеетс  по торцу малого .диаметра (фиг. 1). Отмечают на конструкции положение этих узловых зон, прекращают вибрирование и устанавливают вибратор в одну из узловых зон найденного сечени , т.е. на торце мгшого диаметра конструкции типа Переход (фиг. 2). В дальнейшем провоWhen vibrating at this resonant frequency, the shape of the oscillation of the structure is determined, marking places with a minimum, almost zero amplitude of oscillations — the nodal lines and zones (Fig. 1). Find the surface of the structure with a minimum number of nodal zones. For transition, this surface passes along the small diameter face. In this case, the nodal lines intersect the surface at an angle and appear in the cross section in the form of nodal points (zones). Three nodal zones are located at the end of the small diameter (Fig. 1). The position of these nodal zones is marked on the structure, the vibrations are stopped and the vibrator is installed in one of the nodal zones of the found section, i.e. at the butt end of the diameter of the Transition type construction (Fig. 2). Further provo

д т полную виброобработку конструк- 1ДИИ, возбужда  все резонансные частоты рабочего даипазона последовательно по замкнутому циклу, причем начинают цикл виброобработки на резонансной частоте, при которой выбрано положение зоны ввода колебаний, в частности дл  перехода начинают обработку с частоты f . ,d t full vibro-processing of the 1DII design, excites all the resonant frequencies of the operating dipone sequentially in a closed loop, and begin the cycle of vibro-processing at the resonant frequency at which the position of the oscillation input zone is selected, in particular, the transition from the frequency f is started for the transition. ,

Подверга  вибрации на максимальной по величине резонансной частоте рабочего диапазона резонансных частот по форме колебаний конструкции, определ ют оптимальное положение зос ны ввода колебаний в конструкцию, т.е. наилучшее с точки зрени  эффективности обработки место установки вибратора на конструкции или креплени  обрабатываемой конструкции наExposure of vibrations at the maximum magnitude of the resonant frequency of the working range of the resonant frequencies according to the shape of the vibrations of the structure determines the optimum position of the input of vibrations in the structure, i.e. in terms of the processing efficiency, the best place to install the vibrator on the structure or to mount the structure to be processed is

Q виброплатформе. Определенна  такимQ vibroplatform. Certainly

образом, зона ввода колебаний соответствует наиболее жесткой части сложной констрз/кции из числа тех, собствен- ные резонансные частоты которых лежатThus, the input zone of oscillations corresponds to the hardest part of a complex structure among those whose eigenfrequency frequencies lie

5 в рабочем диапазоне резонансных частот. Причем, если рабочий диапазон собственных резонансных частот конструкции используют не полностью в силу ограниченных возможностей примен е„ мого виброоборудовани , найденна  предложенным способом зона ввода колебаний  вл етс  оптимальной с точки зрени  эффективности обработки.5 in the working range of resonant frequencies. Moreover, if the working range of the natural resonant frequencies of the structure is not fully used due to the limited possibilities of using vibration equipment, the oscillation input zone found by the proposed method is optimal from the point of view of processing efficiency.

Ввод колебаний в конструкцию, осу- ш;ествл емый в менее жестких ее час т х, приводит при виброобработке к снижению интенсивности колебаний бо- ,лее жестких частей на соответствую- шдх частотах обработки, т.е. снижает эффективность и качество обработки более жестких частей сложной конструкции .Entering vibrations into a structure, which is implemented in less rigid parts of it, during vibration treatment, reduces the intensity of vibrations of more or less rigid parts at the corresponding processing frequencies, i.e. reduces the efficiency and quality of processing of more rigid parts of complex structures.

Повышение интенсивности колебаний более жестких участков конструкции за счет увеличени  силы вибрационного воздействи  в р де случаев приводит к чрезмерно высокой интенсивности колебаний менее жестких частей сложной конструкции, что привести к по влению трещин при виброобработке . Это требует обоснованного зоны ввода колебаний в сложную конструкцию.An increase in the intensity of oscillations of more rigid sections of the structure due to an increase in the force of the vibration effect in a number of cases leads to an excessively high intensity of oscillations of less rigid parts of a complex structure, which leads to the appearance of cracks during vibration treatment. This requires a reasonable zone for introducing vibrations into a complex structure.

Кроме того, начина  цикл обработки на резонансной частоте, при которой выбрано положение зоны ввода колебаний, можно реализовать м гкий режим обработки дл  всех зон и частей сложной конструкции. Это имеетIn addition, starting a treatment cycle at the resonant frequency, at which the position of the oscillation input zone is selected, it is possible to implement a soft processing mode for all zones and parts of a complex structure. It has

00

5five

5555

33

значение в начале процесса виброобработки участков конструкции, пиковые значени  остаточных напр жений в которых достигают предела текучести (например, сварные швы). Приложение значительных циклических нагрузок к таким участкам может привести к по влению трещин при виброобработке . Обоснованный выбор зоны ввода колебаний и начальной резонансной частоты цикла обработки позвол ет сделать управл емым начальньш период обработки дл  всех участков конструкции с критическими значени ми величин остаточных напр жений.the value at the beginning of the process of vibration treatment of parts of the structure, the peak values of the residual stresses in which reach the yield strength (for example, welds). The application of significant cyclic loads to such areas can lead to the appearance of cracks during vibration treatment. The reasonable choice of the vibration input zone and the initial resonant frequency of the treatment cycle makes it possible to control the initial treatment period for all parts of the structure with critical values of residual stresses.

Пример. Провод т виброобработку штампно-сварной детали типа Конический переход 0 1010 х 0 720 х X 20 мм. Перед проведением вибрационной обработки определ ют рабочий диапазон резонансных частот, включающий в себ  все резонансные частоты детали в пределах диапазона частот, реализуемых используемым виброоборудованием . В частности, дл  этой детали диапазон рабочих частот, возбуждаемых виброоборудованием, 0-133 Гц, резонансные частоты перехода в этом диапазоне частот f;, 87 Гц и f 112 Гц. Таким образом, наибольша  резонансна  частота детали в рабочем диапазоне частот составл ет f 112 Гц. На резонансной частоте fj определ ют форму колебаний детали При этом достаточно знать место положени  с минимальной амплитудой колебаний - узловых линий (узловых точек, если рассматривать по поверхности , пересекающей узловые линии). Узловые зоны в сечени х, проведенных по торцам большого и малого диаметров перехода на резонансной частоте f2, показаны на фиг. 1. По поверхности большого диаметра их количество равно четырем, а по поверхности малого диаметра - трем. Это значит, что ввод колебаний необходимо осуществл ть со стороны торца малого диаметра перехода, а наилучшее и более надежное крепление вибратора реализуетс  в зоне пересечени  узловой линии с сечением малого диаметра перехода, имеющим 3 узловых зоны.Example. It conducts vibro-machining of a die-welded part of the Conic transition type 0 1010 x 0 720 x X 20 mm. Before carrying out the vibration treatment, the working range of the resonant frequencies is determined, which includes all the resonant frequencies of the part within the range of frequencies realized by the vibrating equipment used. In particular, for this detail, the range of operating frequencies excited by vibration equipment, 0-133 Hz, the resonant transition frequencies in this frequency range f ;, 87 Hz and f 112 Hz. Thus, the highest resonant frequency of the part in the operating frequency range is f 112 Hz. At the resonant frequency fj, the shape of the part oscillations is determined. It is sufficient to know the location with the minimum amplitude of oscillations — the nodal lines (nodal points, if viewed along the surface intersecting the nodal lines). The nodal zones in the sections drawn along the ends of the large and small transition diameters at the resonant frequency f2 are shown in FIG. 1. On the surface of a large diameter, their number is four, and on the surface of a small diameter - three. This means that the input of vibrations must be carried out from the end of the small diameter of the transition, and the best and more reliable mounting of the vibrator is realized in the intersection zone of the nodal line with the cross section of the small diameter of the transition, which has 3 nodal zones.

Дл  сравнени  эффективности ввода колебаний измер ют амплитуду колебаний торцов большого и малого диаметров на различных резонансных часто359314To compare the efficiency of introducing vibrations, the amplitude of vibrations of the ends of large and small diameters is measured at different resonant frequencies.

тах при двух вариантах места ввода колебаний (креплени  вибратора).max with two options for the place of input vibrations (vibrator mount).

При установке вибратора на Переход в узловой зоне со стороны торца 5 большого диаметра получены амплитуды колебаний: А +0,5 мм торца малого диаметра при А +2,5 мм торца большого диаметра на резонансной частоте f( 87 Гц, что достаточно дл  эффекtO тинной обработки торца перехода по большому диаметру и  вно неудовлетворительно дл  обработки торца детали по малому диаметру. Попытка достичь увеличени  амплитуды колебаний торцаWhen installing the vibrator on the Transition in the nodal zone from the end of 5 large diameter, the amplitude of oscillations was obtained: A +0.5 mm of the small diameter end with A +2.5 mm of the large diameter end at the resonant frequency f (87 Hz, which is enough for an effective processing the end of the transition over a large diameter and clearly unsatisfactory for processing the end of a part over a small diameter. Attempting to achieve an increase in the amplitude of oscillations of the end

(5 малого диаметра путем увеличени  силы вибрационного воздействи  приводит к чрезмерно высокой амплитуде колебаний торца большого диаметра А +2,5 мм при AJ +10 мм, что(5 small diameter by increasing the force of the vibration effect leads to an excessively high amplitude of oscillations of the large diameter end A +2.5 mm with AJ +10 mm, which

20 может привести к по влению треш;ин. - При вводе со стороны малого диаметра перехода рассе ни  энергии в материале детали на внутреннее трение позвол ет проводить виброобработку на20 can lead to trash; in. - When entering from the side of a small diameter, the transition of the energy dissipation in the material of the part to internal friction allows vibro-processing to

25 более высоких амплитудах колебаний торца малого диаметра при менее значительном росте амплитуды колебаний большого диаметра. Так, на резонансной частоте f, 87 Гц ввод колебаjg НИИ со стороны торца малого диаметра обеспечивает равномерное распределение амплитуд колебаний А 2,5+ + 2,5 мм при h. +3 мм, что обеспечивает повышенную эффективность обработки детали и улучшает качество обработки , т.е. сокращение времени об-. работки при более равномерном снижении остаточных напр жений по детали. Таким образом, остаточные напр жени  снижены на 60% и в области малого диаметра детали, и в области большого диаметра в отличие от известного способа в случае креплени  вибратора со стороны торца большого диаметра, ког- ,да снижение напр жений в области малого диаметра не превышало 23%.25 higher amplitudes of oscillations of the butt of small diameter with a less significant increase in the amplitude of oscillations of large diameter. So, at the resonant frequency f, 87 Hz, the input of oscillations of the research institute from the end of a small diameter provides a uniform distribution of the amplitudes of the oscillations A 2.5 + 2.5 mm for h. +3 mm, which provides increased processing efficiency of the part and improves the quality of processing, i.e. reduction of time around-. working with a more uniform reduction of residual stresses over the part. Thus, the residual stresses are reduced by 60% both in the area of small diameter of the part and in the area of large diameter, in contrast to the known method, if the vibrator is attached to the end of a large diameter, when the reduction of stresses in the area of small diameter did not exceed 23%.

Использование предлагаемого способа вибрационной обработки сложных конструкций позвол ет получить более .значительное снижение напр жений в наиболее жестких местах конструкции, получить более равномерное распределение внутренних напр жений, что обеспечивает по-вьш1енную стабильность свойств материала и надежное сохранение размеров обработанных деталей при их эксплуатации.The use of the proposed method of vibration treatment of complex structures allows to obtain a more significant reduction in stresses in the most rigid parts of the structure, to obtain a more even distribution of internal stresses, which ensures a stable stability of material properties and reliable preservation of the dimensions of machined parts during their operation.

5five

00

5five

00

5five

фиг. г .FIG. g.

фиг.Зfig.Z

Редактор П.КассейEditor P.Cassey

Составитель А.Кулемин Техред Л.ОлейникCompiled by A. Kulemin Tehred L. Oleinik

Заказ 3062/24Тираж 552ПодписноеOrder 3062/24 Circulation 552Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

Коректор В- Бут гаCorektor V- But ha

Claims (1)

СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий установ ку вибратора на поверхности, измерение резонансных частот конструкции, вибрацию нз всех резонансных частотах последовательно по замкнутому циклу, отличающийся тем, что, с целью снятия остаточных напряжений, после измерения резонансных частот конструкцию предварительно подвергают вибрации на максимальной резонансной частоте, определяют узловые зоны на различных поверхностях конструкции при этой частоте, а вибратор устанавливают в узловых зонах поверхности с минимальным количест- > вом узловых зон.METHOD FOR PROCESSING METAL STRUCTURES, including mounting the vibrator on the surface, measuring the resonant frequencies of the structure, vibration from all resonant frequencies in series in a closed cycle, characterized in that, in order to remove residual stresses, after measuring the resonant frequencies, the structure is pre-vibrated at the maximum resonant frequency , determine the nodal zones on various surfaces of the structure at this frequency, and the vibrator is installed in the nodal zones of the surface with a minimum number of nodal zones. с <оs <o SU ,,,,1235931 А1SU ,,,, 1235931 A1 1 121 12
SU843846176A 1984-12-25 1984-12-25 Method of treatment of metalwork SU1235931A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843846176A SU1235931A1 (en) 1984-12-25 1984-12-25 Method of treatment of metalwork

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843846176A SU1235931A1 (en) 1984-12-25 1984-12-25 Method of treatment of metalwork

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1235931A1 true SU1235931A1 (en) 1986-06-07

Family

ID=21159446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843846176A SU1235931A1 (en) 1984-12-25 1984-12-25 Method of treatment of metalwork

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1235931A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB № 1259556, кл. В 06 В 1/16, опублик. 1972. Авторское свидетельство СССР № 804699, кл. С 21 В 1/30, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2180274C2 (en) Apparatus for exciting electroacoustic converter
CN105483360A (en) Ultrasonic stress relieving method and system
CN104827185A (en) High-frequency vibration laser beam welding technology based on electromagnetic type vibration exciter
SU1235931A1 (en) Method of treatment of metalwork
KR20000068041A (en) Ultrasonic hair curling device
CN110777251A (en) High-frequency impact vibration device for eliminating welding residual stress of large-scale structural member
RU2037387C1 (en) Method of vibratory treatment of construction for changing strained and structural state of construction
SU1684596A1 (en) Method of determining the residiual stresses being redistributed during processing
Iijima et al. Ultrasonic joining of silicon nitride plates without an adhesive material using a 19 kHz vibration system
SU1263510A1 (en) Method of burnishing metal surfaces
JPS603986A (en) Method and device for electron beam welding
Tsujino et al. Welding characteristics of ultrasonic wire bonding using high-frequency vibration systems
RU2131794C1 (en) Method for controlling process of ultrasonic dimensional working
US12103092B2 (en) Device for controlling deformation of a large-scale crankshaft
SU539712A1 (en) Ultrasonic welding tool
SU1308841A1 (en) Method and apparatus for measuring amplitude of object vibrations
JPH02305930A (en) Oscillation type residual stress removing method
SU1569082A1 (en) Arrangement for double-angle point with vibrations of nonrigid parts
SU799853A1 (en) Method of drawing metal with use of ultrasound
SU1695993A1 (en) Magnetostriction vibrator
SU1764898A1 (en) Apparatus for ultrasonic welding
SU1708597A1 (en) Vibration machining arrangement
SU1368705A1 (en) Method of determining strength of materials
Adithan et al. Study of the performance characteristics of an ultrasonic drilling head
SU804699A1 (en) Method of removing residual stresses by vibrational treatment