Способ снятия остаточных напряжений в шейках коленчатого вала

(51) 23 6/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ заключающийся в том, что, коленчатый вал закрепляют в центрах суперфинишного полуавтомата, а к поверхностям коренных и шатунных шеек вала прижимают при помощи ползунов инструментальной головки на некоторое время источники ультразвуковых колебаний(волноводы) расположенные через 120 градусов по окружности обрабатываемой детали, что дает более равномерное распределение ультразвуковых колебаний по поверхности и исключает необходимость поворота детали, обязательную при обработке одним источником. Силу прижима источников УЗК к поверхности шейки обеспечивают в определенных пределах, при которых с одной стороны в обрабатываемой заготовке не возникают остаточные деформации, а с другой стороны, обеспечивается надежная передача ультразвуковых колебаний от источника к заготовке.(72) Тюрин Анатолий Николаевич Тюрин Николай Анатольевич(73) Республиканское Государственное казенное предприятие Западно-Казахстанский аграрнотехнический университет им. Жангир хана Министерства образования и науки Республики Казахстан Тюрин Анатолий Николаевич Тюрин Николай Анатольевич(54) СПОСОБ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ШЕЙКАХ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам по снятию остаточных напряжений в деталях. Способ снятия остаточных напряжений в шейках коленчатого вала 25807 Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам по снятию остаточных напряжений в деталях. Важнейшей задачей точного машиностроения, в частности, подшипникостроения, на современном этапе является разработка более эффективных технологических процессов изготовления деталей,обеспечивающих не только достижение высокой точности при минимуме затрат, но и сохранение первоначальных показателей точности в течение всего срока службы изделия. Одним из основных факторов, приводящих к снижению первоначальной точности деталей, является релаксация остаточных напряжений. Увеличение отклонений их формы,вызываемое релаксацией напряжений, неизбежно приводит к снижению надежности и уменьшению срока службы машин,снижению их эксплуатационных свойств. Из известных способов уменьшения или устранения остаточных напряжений и стабилизации размеров для прецизионных деталей точных приборов наибольшее применение имеет термическая обработка - отжиг и старение. Основными недостатками существующих технологий релаксации являются следующие а) их низкая производительность б) большие затраты энергии в) длительность цикла обработки г) необходимость использования дорогостоящего оборудования(печей) для осуществления обработки д) большие потребные производственные площади е) сложность достижения заданного качества обработки, так как требуется жестко использовать необходимый режим обработки, иначе в некоторых случаях термическое воздействие на упругонагруженный материал может вновь вызвать возникновение остаточных напряжений, особенно у изделий сложной формы и при ускоренном нагреве и последующим охлаждении. Наиболее близким техническим решением является технология релаксации остаточных напряжений в деталях под действием ультразвуковых колебаний, воздействующих на изделие механическим способом Патент РФ 2140842 Способ вибростарения деталей. Недостатком данного способа является необходимость после однократной обработки релаксацию остаточных напряжений повторять при повороте детали вокруг своей оси на длину дуги,равную четверти длины упругой волны,возникающей в ней в процессе обработки. При обработке ультразвуковыми колебаниями металла,содержащего дислокации,энергия ультразвуковой волны преимущественно поглощается дислокациями и преобразуется в энергию перемещения этих дислокации. Это вызывает развитие внутри зерен металла дополнительной дислокационной деформации,которая будет способствовать пластическим сдвигам, способствующим уменьшению уровня остаточных напряжений. Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности снятия остаточных напряжений в деталях и в частности коренных и шатунных шейках коленчатого вала. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что коленчатый вал закрепляют в центрах суперфинишного полуавтомата, а к поверхностям коренных и шатунных шеек вала 1 прижимают при помощи ползунов 2 инструментальной головки 3 на некоторое время источники ультразвуковых колебаний (волноводы 4,5,6) (фиг.1),расположенные через 120 градусов по окружности обрабатываемой детали, что дает более равномерное распределение ультразвуковых колебаний по поверхности и исключает необходимость поворота детали, обязательную при обработке одним источником. Силу прижима источников УЗК к поверхности шейки обеспечивают в определенных пределах, при которых с одной стороны в обрабатываемой заготовке не возникают остаточные деформации, а с другой стороны, обеспечивается надежная передача ультразвуковых колебаний от источника к заготовке. Технико-экономическая эффективность данного способа заключается в следующем а) обеспечивает более высокое качество обработки по сравнению с термоотпуском остаточные напряжения снижаются в 1,4 раза,стабилизируются размеры деталей, овальность деталей снижается в 1, 6 раза, отклонение от круглости - в 1,5 раза, волнистость - на 44,повышается твердость деталей и существенно уменьшается разброс показателей качества. б) более высокая производительность по сравнению с термообработкой в) не требуется дорогостоящее термическое оборудование, так как обработка осуществляется на простом ультразвуковом автомате г) оборудование легко встраивается в автоматическую линию д) резко (на порядок и более) уменьшаются затраты энергии е) требуются небольшие производственные площади ж) ультразвуковая технология экологически чиста и безопасна для окружающих. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ снятия остаточных напряжений в шейках коленчатого вала, включающий закрепление детали на опоре и установку источника ультразвуковых колебаний с возможностью контактирования с деталью, отличающийся тем, что коленчатый вал закрепляют в центрах суперфинишного полуавтомата, а к поверхностям коренных и шатунных шеек вала прижимают при помощи ползунов инструментальной головки на некоторое время источники ультразвуковых колебаний(волноводы), расположенные через 120 градусов по окружности обрабатываемой шейки.