SU836139A1 - Способ определени деформации изделий - Google Patents

Description

(54). СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ -ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к способам, примен емым дл  оценки величины деформации металлических изделий, возникающей от релаксации имеющихс  в них остаточных напр жений. Така  оценка требуетс  дл  решени  вопроса-о необходимости проведени  старени  издели . В насто щее врем  этот вопрос решаетс  ведущим конструктором и ведущим технологом машины или станка, которые руководствуютс  при этом имеющимс  у них опытом, а также, требовани ми, предъ вл емыми к детал м по точности 1 Однако этот способ не имеет четких критериев и поэтому решение специалистов в значительной степени носит субъективный характер. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ оценки деформации детали с помощью измерени  ее короблени  в течение длительного времени 2. Способ заключаетс  в определении деформации детали при ее изгибе или скручивании от релаксации остаточных напр жений с течением времени. Измерени  неплоскостности, непр модинейности, извернутости, несоосности и т. п. производ т периодически через каждые 1О 15 дней вплоть до момента прекращени  деформации детали, по полученным данным вычисл ют остаточную деформацию. В зависимости от -величины полученной деформации принимают решение о необходимости назначени  такой детали на старение или возможность исключени J. этой технологической операции. Недостатками описанного способа  в етс  следующее. 1. Больша  длительность наблюдени  а опытными детал ми, достигакГща  в  де случаев 6-8 мес. приводит к исклюению из производственной сферы готоых металлических изделий и заморажианию значительных оборотных средств. роме того, длительное вылеживание а&талей не позвол ет производить оценку деформации всей номенклатуры цёгалей, вследствие чего значительное количество их необосновано назначаетс  на старение , что повышает себестоимость изделий.

2, Значительна  трудоемкость способа проведени  многократных метрологических измерений геометрии опытных деталей.

Шль изобретени  - ускорение оценки деформации цетали, снижение трудоемкости измерений и себестоимости изделий.

Цель достигаетс  тем, что в способе определени  деформации металлических изделий, преимущественно из серого чугуна , от релаксации остаточных напр жений дл  обоснованного назначени  их на старе ние, включающем измерени  геометрических параметров издели  (не пр м ол инейности , неплоскостности, извернутосТи, несоосности и др.) при комнатной температу ре и вычисление остаточной деформации. изделие нагревают до температуры 12О10 С, выдерживают в течение 3-4 ч и охлаждают до первоначальной температуры , причем поддерживают скорость нагрева и охлаждени  равной не более 25 С/ч, после охлаждени  измер ют те же геометг рические параметры, а вычисление оста- точной деформации осуществл ют сопостав лением результатов с аналогичными данными , полученными до нагрева, затем расчетным путем определ ют искомую величину деформации по следующей зависимости: А,, где Л. - определ ема  деформаци  издели ; Д 2 остаточна  деформаци  издели , Полученна  после его нагрева и охлаждени ; К - эмпирический переводной коэффициент, ускорение релаксации . остаточных 1 пр жений при повышенной температуре, дл  станкостроительных деталей из серого чугуна переводной коэф- фициент принимают равным 2,8-4,6. Принципиальным отличием предлагаемого способа от известного (прототипа)  вл етс  то, что за счет нагрева интенсифицируют релаксацию напр жений в изделии и ускор ют тем самым процесс формоизменени  издели . Полученную в ре зультате нагрева издели  деформацию кор ректируют с помощью эмпирически выведенного коэффициента. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет производить оценку деформации намер   геометрическую форму издели 

только дважды: до термообработки и Йослэ , Нее, затратив на весь процесс определени  деформации не более трех дней. При этом температуру нагрева изделий можно выбрать на основе следующих данных. Принципиально , чем выше температура нагрева, тем больше величина деформации издели  и тем соответственно надежнее оценка деформации, так как возможна  погрешность при ее измерени х не зависит ог абсолютной величины деформации, а определ етс  точностью измерительных приборов , .квалификацией измерителей и т. п. С другой стороны применение излишне высоких температур нагрева нежелательно, так как удлин етс  процесс нагрева, увеличиваетс  расход энергии, на поверхносги изделий; может по вл тьс  окисна  пленка, затрудн юща  выполнение точных измерений и т. д. Как показывает опыт, на практике. возможна  ошибка измерени  составл ет 3,0-4,0 мкм, а деформаци  различных изделий при нормальной температуре в большинстве случаев лежит в пределах 5,0-15,0 мкм на 1 м длины. Допустима  погрешность в оценке деформации при нормальной температуре Решени  практических задач может быть прин та равной 10-15% от ее номинальной величины. Следовательно, дл  средней погрешности 12,5% абсолютна  величина допустимой ошибки должна быть равна 0,125 (5,0-15,0) и 0,6-1,9 мкм. Дл  обеспечени  sjroro услови  деформаци  изделий при нагреве должна быть больше деформации при нормальной температуре примерно ВТ 5,О-2 раза, так соотнос тс  фактические ошибки при измерени х и допустимые ошибки при оценках. Как видно из приведенной ниже таблицы (см. значени  коэффициента К), такое соотношение достаточно удовлетворительно соб родаетс  при температуре нагрева 12О С. В лаборатории чугуна и стабилизации отливок ЭНИМСа указанный эмпирический Переводной коэффициент К примени- тельно к чугунным станочным детал м определ етс  с помощью измерени  деформации специальных блоков образцов, изготовленных из серого чугуна на .баэе известных образцов кольцевого типа, примен ющихс  обычно дл  оценки релаксации напр жений. В указанных блоках механическим путем создавали различный начальный уровень исходных напр жений ( в интервале от 0,05 до 0,5 ( и оценивали величину их деформации при длительном вылеживании без нагрева и после кратковременного нагрева. Выбранный интервал напр жений охватывает практически весь возможный диапазон литейных остаточ ных напр жений, встречающийс  в реальных чугунных отливках. Максимальное значение деформации блоков образцов с различным исходным уровнем напр жений, замеренное в течение длительного времени при крмнатной температуре и после однократного нагре10 .05-ОД%ц 3,516,04,6

20,05-0,2Cg, 11,537,53,2

Claims (2)

1. 30,25-О,5б-5ц 9,025,О2,8 Из сопоставлени  представленных данных видно, что диапазон между максимал ным и минимальным значением указанног коэффициента колеблетс  в сравнительно небольших пределах. Сравнительно малые изменени  переводного коэффициента в достаточно широком диапазоне исходных напр жений свидетельствуют о весьма слабой его зависимости от уровн  этих напр жений. Так как уровень напр жений и характер их распределени  в отливках весьма разнообразны и определ ютс  конструкцией деталей и технологией их изготовлени , то узкий интервал значений переводного коэффициента позвол ет с достаточной сте- пенью точности использовать приведенные в таблице данные дл  расчета деформации практически любых деталей. Предлагаемый способ испытывалс  при определении деформации на детали- верхнего стола высокоточного круглошлифовального станка модели ЗВ11О. Сто лы с размерами 846х23Ох7О мм были от- литы из наиболее распространенного в станкостроении deporo чугуна марки Сч-21-40. Провер емым геометрическим параметром была пр молинейность : направл ю- 8 Й. на при 12b + , с выцержкой в течение 3-4 ч, а .также значени  перевоц- кого коэффициента К привеаены в таблице . С целью исключени  возможности возникновени  значительных гемпературны ; напр жений   искажени  в св зи с этим результатом испытани  скорость нагрева и охлаждени  образцов составл ла не более . Нижний прецел скоростей нагрева и охлаждени  деталей не регламейтнруетс  и определ етс  возможност ми имэюще- гос  печного оборудовани . ,1аих стола в вертикальной плоскости, про верка которой осуществл лась с помощыб I автоколлнматора АКТ-25О с ценой целе ни  2. Нагрев опытных столов произвопилсй « со скоростью 23РС/ч до 125С с последующей 4-X часовой выдержкой при этой температуре. Скорость охлажаени  -2О С/ч. В результате нагрева пр молинейность опытных столов .изменилась в среднем на 2О,О мкм (исходна  непр мо- линейность 3,О мкм, после нагрева 23,0 мкм). Принима  переводной коэффициент К равным 3,2 вычисл ем искомую деформа- цию: Л6 ,0 -|- -6,25 мкм Расчетное значение деформации сто- л(Ж хорошо согласуетс  с имеющимис  опытными данными, орлученными на та,квх же детал х при исслецсизании их деформацви при комнатной температуре в течение длительного времени. В последнем случае дефсфмаци  столов продолжаась около 3-X мес цев и составила за все врем  наблюдений 6,О-O,S мкм. Про допжительность опрецелени  деформацийг по предлагаемому способу составила 3 дн . Предлагаемый способ пригоден также дл  определени  деформации деталей, изготовленных из малоуглеродистой стали, например, с помощью сварки. Однако в св зи с особенност ми, характерньпии цл  условий формировани  пол  напр жений в стальных детал х и сварных швах, переводной коэффициент ускорени  релаксации остаточных напрйжений при нагреве может отличатьс  от значений упом нутого коэффициента, полученного применительно к чугунным отливкам. Технические преимущества предлагаемого способа позвол ют получить экономию , ориентировочно оцениваемую следую щим образом. Снижение трудоемкости и ускорение оценки деформаций позвол ет получить экономию на заработной плате.. Формула изобре.тени  Способ определени  деформации изде лйй , преимущественно из серого чугуна и малоуглеродистой стали, от релаксации остаточных напр жений, включающий измерени  при комнатной температуре геометрических параметров изделий и вычис ление остаточной деформации, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  оценки деформации издели , снижени  трудоемкости измерений и себестоимости изделий, изделие нагревают до температуры 120±1СРС с выдержкой в течение 3-4 часов и охлаждают до первое начальной температуры, при этом поддерживают скорость нагрева и охлаждени , равной не более 25°С/час, после охлаждени  измер ют те же геометрические параметры и определ ют искомую величину деформации по следующей зависимости ,, где Л 8-f - определ ема  деформаци  издели ; А - остаточна  деформаци  издели , полученна  после его нагрева и охлаждени ; К - эмпирический переводной коэффициент ускорени  релаксации остаточных напр жений при повышенных температурах . Источники ин(}40рмации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Инструкци  по старению чугунных , станочных деталей Н58-1 ЭНИМС. М.,
2. 2.Коцюбинский О. Ю. Стабилизаци  размеров чугунных отливок М., Машиностроение , 1974, С.8О, 143 (прототип ).