SU1521564A1

SU1521564A1 - Способ упрочнени поверхности

Info

Publication number: SU1521564A1
Application number: SU864218199A
Authority: SU
Inventors: Владимир Павлович Колесник; Алексей Васильевич Кузнецов
Original assignee: Производственное объединение "Ленинградский завод турбинных лопаток" им.50-летия СССР
Priority date: 1986-12-26
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1989-11-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а именно к упрочнению поверхности заготовок методом пластического деформировани с воздействием ультразвуковых колебаний. Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет упрочнени заготовок размером, большим размера камеры. Заготовка размещена над открытым торцом камеры, противоположные стенки камеры или их внутренние поверхности расположены относительно оси устройства под углом α, определ емым из соотношени Α=0,5ARCSIN(2G^.R:V²), где G-ускорение свободного падени

2R- среднее рассто ние между наклоненными противоположными стенками

V- среднеарифметическа скорость дроби. Наклон стенок позвол ет направл ть к поверхности заготовки часть дроби, обладающей наибольшей кинематической энергией. 7 ил.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к упрочнению поверхностного сло заготовок методом пластического деформировани .

Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей способа упрочнени за счет обработки заготовок болышх размеров.

Цель достигаетс тем, что камера . дл рабочих элементов выполнена такой , что ее противоположные стенки или внутренние поверхности их расположены относительно оси камеры под углом d (стенки камеры расход тс кверху), определ емым из соотношени

i2gM ,

v

t

с/. т arcsin

где g - ускорение свободного падени , 2R, -. среднее рассто ние между противоположными стенками., V - средн скорость шариков.

Это позвол ет направить шарики к упрочн емой поверхности крупногабаритной заготовки, размещенной у верхнего открытого торца камеры. Возможно также выполнение противоположных стенок камеры или внутренних их поверхностей с переменным углом наклона в каждом горизонтальном сечении, определ емым из соотношени

(Л

с

«гЬ

arcsin

(2sll), г

где 2Rj - рассто ние между противоположными стенками в i-м горизонтальном сечении На фиг. 1-5 изображены примеры исполнени рабочей камеры; на фиг. 6- схема кинематики движени шариков; на фиг. 7 - график зависимости интенсивности проковки от времени обработки .

Рабоча камера 1 имеет не менее одной пары противоположно расположенных стенок. К дну камеры подсоединен волновод-концентратор 2 ультразвуко- вого преобразовател 3, например магнитострикционного. Стенки камеры 1 (фиг. 1-3) или их внутренние поверхности (. 4) наклонены в противоположные стороны от оси камеры под углом

г arcsin

(}

|g

v

sin

COS

4 (с(, ) )

Ui)

при рассто нии между стенками в i-M сечении; равном 2 R-, с учетом независимости движени по направлени м, врем полета шарика от верхней точки О баллистической параболы до точки В выразитс как

Rj

v-cos

(о/,)

где 2R - среднее рассто йие мез дУ противоположиьо4и накло е ны- ми с телеками определ емое как полусумма расстойшй ме ду стенками у основани камеры и у верхнего ее V - среднеарифметическа скорость дроби.

В устройстве показанном н&ф г,5 стенки каыеры имеют непрерывно мен ющиес углы наклона ef. , В;-м горизон- тальном сечении камеры. Угол а(. определ етс соотношением

0. I arcsin ( ,

где 2R - рассто ние между противопо- ложшл«1 стенка о в i-м сечении камеры.

На Hir. б схематически изображена рабоча камера 1 с накпоненныю проти воположными стенками и заготовкой 4 и ггоказана кинематика движеш1 шариков . Изгйбно колеблюща с стенке камеры отталкивает тарик по нормали от поверхности стенки из точки А ле- жащей в i-M гсфизонгальном сечешш , и вследствие наклона сте кй на угол о(- к оси камеры шарик отлетает вверх под углом of. к гсфизойту.

Если угол наклона стенки задан таким, что шарик, отлетевпшй из точки А со скростыо V, равной известной из экспериментов среднеари ет - ческой скорости шариков, попадает в точку В, лежавшую в том же i-м горизон тальном камеры, то в точке В будет справедливо следук щее:

скорость шарика при подлете к точке В равна V,

вектор скорости v нормален в точке В поверхности стенки,

вертикальна и горизонтальна составл ющие вектора равны

Вертикальна составл юща скорости Vg, равна нулю, в точке О за врем полета до точки В вырастет до ве- лшчины

g-t,

.

v-cos Toi,)

0

5

0

5

5 50

55

Зна эти соотношени , определ ют угол 0,

Размеры стенок и основани камеры определ ютс из услови резонанса основани и стенок на рабочей частоте ультразвуковой системы.

Способ реализуют следующим образом .

В камеру 1 помещают стальную фобь, например, диаметром 1-2 мм в . объеме 27, от объема камеры и замлка- юг объем сверху заготовкой. С целью дпот ого за1««всани объема от разлета дроби и создани акустической разв зки камеры 1 заготовку устанав- ливакиг относительно верхнего торца KaMeftti i через прокладку их ворсистого материала. Ультразвуковые колебани через волновод-концентратор 2 передаютс на камеру t. Изгабные коле- ба не дна и стенок камеры подбрасы- 8ШОТ и, разгон ют свободно лет 1цие шарики, (йечем их кинетическа энерги возрастает от увеличени соударени со стенками камеры 1. Вслед- стэие наклона ставки шарик отбрасыва- етс стенкой в верх под углом к горизонту , равнЕФ 5ТЛУ наклона.

Угол наклона стенкн задан таким, чтобы компенсировать потерю высоты шарит ка вследствие падеюиг под действием силы т жести в течение времени пропета до противоположной стенки со средней скофоетыо V ,

Двига сь от стенки к стенке такой камеры, а1арик, получивший от -соударени со стенкой скорость,..равную среднеарифметической скорости всех шари

ков, пролетит по баллистической траектории (фиг. 6) и попадет в точку на противоположной стенке, лежащей на той же высоте от основани камеры что и точка отскока. При скорости по ле отскока, меньшей среднеарифметической , шарик попадет на противоположную .теику в точку С, лежащую ниже точки отскока, и будет отброшен противоположной стенкой в сторону дна камеры.

Шарик, получивпшй после столкновени со стеукой скорость больше среднеарифметической, отбрасьшаетс в сторону верхнего торца к поверхности заготовки. Заготовки с размером больше размеров камеры обрабатываютс по част м.с перемещением зоны обравотки по поверхности заготовки. Сравнительные испытани способа с помо1 Ц1Ю метода измерени деформаци контрольных пластин (типа пластин Альмена) показали, что при угле наклна стенок, равном 5, величина про- гиба контрольных пластин увеличилась На г. 7 кривые 1 и 2 соответствуют прогибу контрольных пластин при об| аботке в камере со стенкакш, перпендикул рными дну (крива 1), и в

фие .1

камере, стенки которой имеют угол наклона, равный 5 (крива 2).

Claims

Формула изобретени

. Способ упрочнени поверхности путем бомбардировки стальными шариками , движение кото)ым сообщает колеблюща с с ультразвуковой частотой камера, отл и чающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей за счет упрочнени заготовок с размером, болышм размера рабочей камеры, заготовку распсшагают над открытым торцом камеры и перемещают относительно торца, при этом противоположные стенки камеры выполн ют наклонными к вертикальной оси под углом, d , определ емым из соотношени

0/. arcsin(-|-/-),

1

2

ускорение свободного падени , среднее рассто ние между противоположными стенками, оптимальна дл упрочн емого материала скорость шариков.

(рке.2

сраа-З

Фаг.6

(ригЛ

фиг$

i

1 г i i

ФЫ8.7 ynpo ff/effUff(HUff.)