Способ комбинированной обработки деталей
Использование: в машиностроении, при механическое гбработке в сочетании с термической или химико-термической обработкой . Стальные детали предварительно обрабатывают путем создания компенсирующих объемных изменений, стабильно воспроизводимых в структуре изготавливаемых деталсй и обуславливающих формирование остаточных напряжений, величина и характер распределения которых идентичны величине и характеру распределения остаточных напряжений, образующихся после термической или химихо-теоми егкой 5работ и. 1 табл., 2 ил,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (192 (1(2 ( PJyriГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4886186/02 (22) 23.07.90 (46) 30.10.92, Бюл. N . 40 (71) Самарский политехнический институт им, В,В.Куйбышева (72) А,M.Ïðîíèí, Н,В,Носов и А.Б,Кубышкин (56) Райцес Б,B. Термическая обработка, M,:
Машиностроение, 1980, с, 32-33, (54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ 06РАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: в машиностроении, при механическо", обработке в сочетании с терИзобретение относится к машиностроению с использованием механической обработки а соче ании с термической обработкой (ТО), или химико-термической обработкой (ХТО).
Аналогичным решением поставленной задачи является способ упрочнения деталей, включающий последовательное проведение химико-термической обработки и высокотемпературной термомеханической поверхностной обработки (ВТМПО) с применением поверхностного пластического деформирования (ППД) на различныхстадиях технологического процесса упрочнения: перед ХТО, после ХТО, до и после ХТО, Недостаток данного способа заключается в том, что он ориентирован только на достижение эффекта упрочнения, Авторы рекомендуют лишь давления при ППД в зависимости от исходных структур. В частности, для феррито-перлитных сталей давление должно составлять 1000-1500 (sa2s С 23 С 8/02, 10/02 мической или химико-термической обработкой. Стальныедетали предварительно обрабатывают путем создания компенсирующих обьемн ых изменений, стабильно восп роизводимых в структуре изготавливаемых деталей и обуславливающих формирование остаточных напряжений, величина и характер распределения которых идентичны величине и характеру распределения остаточных напряжений, образующихся после термической или химико-теоми:- ecкой
: бработки, 1 табл., 2 ил, МПа. Однако известно, что одно и то же давление может быть при ППД создано различными усилиями приложенными к деформирующим инструментам разных размеров) (скажем диаметр шара), что создает различие в структурных изменениях, а значит и зпюрах остаточных напряжений, образующихся после обработки.
Известен способ деформационной закалки, состоящий в полной механической обработке деталей на точные размеры до закалки, когда сталь имеет перлитную структуру, с последующей закалкой (ТО), Один из недостатков способа состоит в том, что для ряда сталей обеспечение определенного соотношения между остаточным аустенитом и мартенситом недостижимо.
Кроме того, данным способом решается задача снижения деформации и изменения размеров деталей, обусловленных равномерными по обьему структурнь1ми изменениями, происходящими при ТО и не представляется возможныл1 снижение де177? 214 чины и знака Остаточных напряжений, им8юц4их место Б деталях машин до и после То
„XT0
В деЙстВительнос3 и TBK} i0 стрОГость соОт ветств >л между Ос Гаточ и Ими напряжен(и ям(л !л деформацией детал «. выявить трудно, ибо расчеты приведены г}ишь длл неравномерного объемного изменения, которые в свою очередь происходят нд фоне, на базе равномерных обьемных измененлй., не приВодящих к Обр:;-овани}0 остаточных напряжений, Тдк, с":рдцевина деталей вследств}ле равномерного охлдждония после ТО, XTG приобретает однородные обьемные изменения и там практически Отсутству,от остаточные напряжения. г ВОДHОро(4ные обьемные ;зменен! }л В большей степенл каС Д К3 ТС Л Г! О Б 8 < Х I 0 (, Т Н Ы Х С Л О Р Б Б С l! 8 Д С Т Б И 8 разности cKo,>остей охлд>кде((ия, !
Х1з сказанного Быш" и пр "iведенных расчетов ясно. что если перед TO или ХТО создать так}(}О >}(6 l!3}op j ОстдтОчных напряженийй, котордл образуется }3 результате ТО, УТО, то Б этом случае может быль искл}очена деформа цля д6тдли< Ооусло Влей}ндл неодно родность .о об},емных изменений и остднетСЛ ЛИШЬ Та, КОЗОР >Л ЯB«ЛСТСЛ СЛСДСТВИ<><<1
ОДНОРОДНЫХ О}3ЬО(И}}ЫХ ИЗ.;"НВН.-;й.
Спосооов создания требуемой эп}оры
ОСТДТОЧ<<Ы HB<
i :.8НИЙ ДОСТДТО i}!0 RHODE O.
С}ОД3 i ;:, cx., (О< нест ВВР ьи !.,От}а}.(I18 :1 0 .. K. ... " 0 B 0 .>Рд<30тки. ЧTО же касается дефор! !а(41}и деталей, обусловленН 0 и Р Д Г> Н 0 М 6 }3 Н Ь! !"! И O i.,:> 0 !Л Н Ь! I 1 И< 3 М 6 Н 8}! и ЯМ11, T0 OHB }<}0>K8T Ci}>IT!>;. 0CTBT0 Выявлен 3 и >(÷TCI IB Б ме> .Опеоа}}ио
Описав глдвн<л! мОмРн3 Б 60!3poсC деформирования лет".r Bé В результате термической или хим(л}(о-iерми-,8c«OI, оордботки, следует отметить сц!О Один, е менее Важный моме}:т. Как правило.:-}а термическу о или химико-термическу(0 обработку Детали гоступд}от после обработки реBB Ii,}81.1, В этом случае есл!. pacc Таким образом метод(ы) обработки перед ТО или XTO и его (их) режимы должны создавать эпюру остаточных напряжений идентичную эпюре напряжений, получающейся после TQ или хтО, чтобы исключить деформацию деталей, обусловленную неоднородностью обьемных изменений, а также обеспечивать стабильное воспроизведение идентичной эпюры от детагIII< чтобы уменьшить рассеяние параметров точности послс термической или химико-термической обработки. Реализацию рекомендуемого способа комбинированной обработки рассмотрим llB I3pH»i8p8 обработки цапфы бурового Долота, K0HcTpyKTv 6Ho оно представляет собой три соосных поверхности вращения. Две из и и х ц !. л и < д 0 Гч е c K I 1 8 и H B B b I D B IO T c B б 0 л ь !.!1 О Й роликовой дорожкой (БРД) и малой роликаВ 0 и l 0 p o >K K o I I < .">! Р <}.1,) . Т (3 8 т !. л и 0 В 6, 3 х и 0 (.;-т ь, рас пол оженндл между двумя указан 1}>((и!1, В поперечном сечении имеет форму желоба:1 назывдетсл шариковой дорожкой },ШД), т.е Ца(1фа ЛаПЫ ДОЛОТД ÝTO TP6XPOPOÆ8((}IBß ОПО<}3<3 КДЧен ИЛ. ЭТИ ПОБ8}<3ХНОСТИ Г!ОДБР(<3ГД}От лТО состоя(цей Б цементации, здкдлк("; и ОТПУCK6, Сначала, в рамках предварительной ОбрдбОтки, ГIООизводитсЯ Обтачивдние T}06>8p" хностеи цапфы лапы на окончдтельныи (т!3ебуемый) размер с псслоду}ощим обкдтыБанием роликом р 10 мм БРД и МРД и шдрсм I., 13 мм — ШД с контактным давлением 1000-2100 МПВ с обеспечением остаточных напряжений сжатия, максимальное значение которьгх нд поверхности составляет 700-(!00 МПВ при общей глубине залегания 1,5-2 мм (фиг. 2 кривая 1), т.к. именно такой характер распределения Остаточных HBï!3яжени}1 имеет местО B Г!0B8pxHocTRx после ХТО }фиг. 2 кривая 21. Затем осуществляется ХТО, состоящая из цементации, закалки и двой .ого отпуска, Образующиеся остаточные напряжения показаны нд фиг. 2 кР}!вой 3. На "l1l, 2 видно, что значения остаточных напряжений в поверхностях, и характер их рдспраааления до и после XT0 — близки, идентичны; «Та и обуславливает снижение 1772214 Значения параметров точности лап буровых долот до и после ХТО при различной предварительной обработке Диапазо р точение 0,16/0,16 0,14/0,16 0,12/0,14 0.020/0,035 G,Î25/0,G 0,040/,Г 0,140/0,020 0,035/0,030 0,030/0,030 0,030/д.030 и 30/О 030 0,020/0,010 0,020/0,015 Числитель дроби — диапазон рассеяния параметра до ХТ0, знаменатель — после ХТО. деформаций при ХТО и повышение параметров точности деталей, С целью иллюстрации эффективности предлагаемого способа комбинированной обработки в рамках рассматриваемого при- 5 мера в таблице приведены результаты исследования параметров точности для поверхностей цапф лап буровых долот, обрабатывающихся по существующей в производстве технологии (точение — ХТО) и по 10 рассмотренной выше — точение — обкатывание — ХТО), Результаты приведены по партиям лап в количестве 70 штук. Иэ них видно, что обработка поверхностей по заявляемому способу снижает как диапазон рас- 15 сеяния параметров точности, так и их абсолютное значение, Положительный аффект от использования предлагаемого способа заключается в следующем: снижение деформации обраба- 20 тываемой поверхности; повышение точности, возможность исключения операции шлифования; уменьшение припусков на обрабатываемой поверхности, снижение энергоемкости изготовления детали. Формула изобретения Способ комбинированной обработки деталей, включающий предварительную обработку и последующую термическую или химико-термическую обработку, о т л и ч а ешийся тем, что, с целью повышения точности обработки путем снижения деформации, обусловленной неоднородными объемными изменениями, в качестве предварительной обработки создают компенсирующие объемные изменения, стабильно воспроизводимые в структуре изготавливаемых деталей и обуславливающие формирование остаточных напряжений, величина и характер распределения которых идентичны величине и характеру распределения остаточных напряжений, образующихся после термической или химикотермической обработки. t7722l4 Составитель И, Дашкова Техред M.Моргечтал Корректор О. Кравцова Редактор Производственно-издательский комбинат "Г1атент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3В17 Т и раж Г1одписное ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж-35, Раушская наб„ 4/5
