SU1581752A1

SU1581752A1 - Способ обработки металлических изделий

Info

Publication number: SU1581752A1
Application number: SU884414530A
Authority: SU
Inventors: Семен Федорович Петров; Николай Сергеевич Дудоров; Борис Сергеевич Поликарпов
Original assignee: Уральский лесотехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1990-07-30

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов вибрацией и может быть использовано в машиностроении при изготовлении изделий типа колец дл сн ти остаточных напр жений, образующихс после сварки и механической обработки. Цель изобретени - повышение производительности процесса. Способ включает вибрацию обрабатываемой детали на резонансной частоте, определение амплитуды колебаний вибростенда, определение амплитуды колебаний кольца и величины динамических напр жений в кольце и обработку в течение времени, которое определ етс по математической зависимости. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов вибрацией и может быть использовано в машиностроении при изготовлении изделий типа колец дл сн ти остаточньк напр жений, образующихс после сварки и механической обработки.

Цель изобретени - повышение производительности процесса.

На чертеже представлена схема обработки металлических изделий.

Схема состоит из кольца 1, прикрепленного с помощью прижима 2 к вибростенду 3.

Согласно предлагаемому способу вибрационной обработки, включающему вибрацию обрабатываемой детали на резонансной частоте с заданной продолжительностью обработки, определ -. ют амплитуду.колебаний вибростенда . АС, определ ют амплитуду колебаний

кольца А, установленного на стенде, и величину динамических напр жений бдин в кольце по математическим завик производ т обработку в течение вре-. мени, определ емого по математической зависимости

t ±L

bObl CV

Г

где Ас - амплитуда колебаний вибростенда; , А - амплитуда колебаний кольца;

3. 1581752

частота колебаний; радиус кольца; масса кольца; модуль упругости;„ коэффициент поглощени ;. толщина кольца; предел текучести; величина динамических напр жений; .Q коэффициент рассе ни , обычно равный 10 ; плотность материала; скорость звука; момент инерции.

Выражени дл амплитуды колебаний ольца А и величина динамических агрузок получены из решени диффеенциального уравнени вынужденных олебаний точки при наличии сопротив-

w

Ro m

Е

Kft

ч Ьз 69V

Р - с

I

15

С учетом результатов экспериментальных исследований установлено, что формул дл расчета времени обработки деталей типа колец имеет вид

t..JjL. э|

606J.CV

Исходные данные:

рад/с; ,5 м; m 2fiRj hKb j j 7000 кг/м3 ; Е 2х хЮ11 ,02; -Ю--

и;

Ь 285-10-3 м;

-103 м/с.

-10й кг/с2-м; (f

Расчет.

1. m 2 R0hkbj)2-3514-0,5.3 -10 3- 285х ,14-3-285 7 10-3 25 кг.

2 AS----0-- i-19-i-21 2 i2:Li25 e

2EIK;. „ 0 j „ и.« SO 10

п 2-2.10

0,02

лени

dx

з с/х -fai+ Q sinwt

- прогиб кольца;

жесткость кольцаj25

коэффициент в зкого сопротивлени ; врем ; равнодействующа распределен

ной нагрузки от действи инерционных сил.

Коэффициент поглощени определен экспериментально и дл разных марок Сталей и алюминиевых сплавов измен етс в пределах 0,02 - 0,03.

Математическое выражение дл времени обработки вытекает из следующего .

Известна из сопромата формула дл энергии деформировани (силового по- л ):

б1

Р 2E dV

Дл эпюры распределени остаточных напр жений в кольце выражение дл Р имеет вид

&s4b

Р 2Е где b - ширина кольца.

Приравнива потенциальную энергию пол и энергию, рассеиваемую при колебани х

Р Wtv,

где W - мощность волнового фронта получим, что врем обработки зависит от величины

t f (6s,a, iT,c,m, j).

- °$ - м3 . I

hh3

н 285 ()3 .

0

5

0

-285-14.10- Ч5.Ю-5-1520.

12

Eh

4

КГ 1 м.

(R0-6A) (R0+A)3 -X(R0-3A) э/г Rrt(R +А)37

0 J /

2-10f1 (0А5-6-0А08)

8 х

v ) 3/1 , (о,5-з о7о8Г 5()

2,2 -108 кг/с2- м.

(65) 3pjT (&Р260 сч I 2р

(5-Ю1) 2

(272-То бо-з х

t

5f7,

25 25 10 6-1 -21 7000 4-84 То11 60 3 5

10

-5

30А2

10 4366

1,57 мин ример

694 с

3000 47356 12 мин. , Была проведена вибрационна обработка кольца массой 25 кг из стали 38ХС и кольца массой 500 кг , из стали 20. Вибрационна обработка производилась на вибростенде 2365-Р и навесным вибратором, вход щим в установку ЗИО конструкции станкостроительного завода.

Амплитуда колебаний определ лась с помощью вибрационной аппаратуры

2ВА и прибором ВИП-2. Врем процесса определ лось трем способами:

1.По предложенному способу врем обработки кольца массой 25 кг составило 12 мин, массой 500 кг - 20 мин.

2.По изменению так называемого, обобщенного параметра, характеризующего изменение амплитудной модул ции измер емого сигнала шГ инструкции к установке ЗИО, врем составило дл копьца массой 500 кг - 25 мин. Дл кольца массой 25 кг - изменение параметра не обнаружено.

3.По изменению уровн напр жений врем обработки составило дл кольца массой 500 кг - 22 мин, дл кольца массой 25 кг - 15 мин.

Причем во втором и третьем спосо-1 бах вспомогательное врем составило 10 мин.

Таким образом, при определении параметров процесса по предложенному способу они приемлемо согласуютс с экспериментальными данными при непосредственном контроле остаточных напр жений в обрабатываемом изделии.

ч

Предложенный способ позвол ет создать систему адаптивного уравнени с использованием автоматизированного оборудовани дл условий гибких производственных систем.

Зна механические свойства материала , массу обрабатываемых колец дета- лей и измер амплитуду колебаний вибростенда освоенными в производстве промышленными приборами, можно опре- дел ть врем обработки и запрограммировать процесс дл условий автомати- зированного производства. Способ позвол ет контролировать обработку деталей из неферромагнитных материалов, избежать предварительного этапа тари

5

0

ровки, а также автоматизировать процесс и увеличить производительность.

Claims

Формула изобретени

Способ обработки металлических изделий, преимущественно дл сн ти остаточных напр жений в крупногабаритных кольцах, включающий вибрацию на резонансной частоте кольца в течение заданного времени, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности процесса, вибрацию осуществл ют в течение времени

.

э

t. Я

604

ч cv

m 27

где

; ПЬК S Т

чз/г

(Ro-6A)(Re+AV-Re(R. кг

Vi

с м

Re((Re-3A)

величина динамических напр жений в материале кольца;

А

AcwR3m 2Ё1К

- амплитуда колебаний

кольца, м;

- предел текучести, кг/с2м3 ; - скорость звука, м/с; - коэффициент рассе ни , обычно равный 10 ; - масса кольца, кг;

плотность материала, кг/м3; модуль упругости, кг/с2м| толщина кольца, м; радиус кольца, м; амплитуда колебаний вибростенда , м;

- частота колебаний, 1/с; - момент инерции, - коэффициент поглощени .

- i ,

///