RU2254383C1 - Meth0d of heat and-power-treatment of long-cut articles - Google Patents
Meth0d of heat and-power-treatment of long-cut articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254383C1 RU2254383C1 RU2003136837/02A RU2003136837A RU2254383C1 RU 2254383 C1 RU2254383 C1 RU 2254383C1 RU 2003136837/02 A RU2003136837/02 A RU 2003136837/02A RU 2003136837 A RU2003136837 A RU 2003136837A RU 2254383 C1 RU2254383 C1 RU 2254383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- control
- workpiece
- heating element
- blank
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 3
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемые изобретения относятся к области термосиловой обработки (ТСО) длинномерных осесимметричных деталей типа вал и могут использоваться в технологических процессах изготовления валов в механообрабатывающих цехах.The present invention relates to the field of thermal power treatment (TCO) of long axisymmetric parts such as a shaft and can be used in technological processes of manufacturing shafts in machining workshops.
Известен способ термосиловой обработки валов, включающий нагрев, кручение, поверхностное пластическое деформирование и охлаждение, осуществляемые непрерывно-последовательно по длине вала [1].A known method of thermal power treatment of shafts, including heating, torsion, surface plastic deformation and cooling, carried out continuously-sequentially along the length of the shaft [1].
Недостатком данного способа является неравномерность деформирования по длине вала из-за неоднородностей физико-механических свойств ее материала, использование больших сил деформирования.The disadvantage of this method is the uneven deformation along the length of the shaft due to the heterogeneity of the physico-mechanical properties of its material, the use of large deformation forces.
Известен способ обработки осесимметричных деталей, включающий деформирование заготовки сжатием или сжатием с кручением посредством пинолей при одновременном нагреве заготовок [2].A known method of processing axisymmetric parts, including the deformation of the workpiece by compression or compression with torsion by means of pins while heating the workpieces [2].
Недостатком данного способа являются ограниченная область применения (обрабатываются детали типа диск с формообразованием, происходящим преимущественно за счет операции прокатки), большие усилия деформирования и неравномерность деформирования по длине заготовки.The disadvantage of this method is the limited scope (machined parts such as a disk with shaping, occurring mainly due to the rolling operation), large deformation forces and uneven deformation along the length of the workpiece.
Наиболее близким способом к заявляемому изобретению, выбранному в качестве прототипа, является способ изготовления осесимметричных деталей, включающий статические и/или динамические силовые, и/или другие воздействия на исходную изотропную структуру материала изделия с переводом этой структуры в анизотропную предварительно напряженную структуру в процессе термообработки [3].The closest method to the claimed invention, selected as a prototype, is a method of manufacturing axisymmetric parts, including static and / or dynamic power, and / or other effects on the initial isotropic structure of the material of the product with the translation of this structure into an anisotropic prestressed structure during heat treatment [ 3].
Недостатком данного способа является неравномерность параметров деформации изделия из-за неоднородности физико-механических свойств материала по длине и в поперечных сечениях заготовки, а также не стабильность технологических параметров обработки.The disadvantage of this method is the unevenness of the parameters of the deformation of the product due to the heterogeneity of the physico-mechanical properties of the material along the length and cross sections of the workpiece, as well as the lack of stability of the processing parameters.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению, выбранному в качестве прототипа, является устройство для ТСО валов малой жесткости, содержащее стапель с захватами в концевых сечениях, причем стапель выполнен в виде трубы из металла с коэффициентом теплового расширения меньшим, чем у изделия [4].The closest device of the same purpose to the claimed invention, selected as a prototype, is a device for TCO shafts of low rigidity, containing the slipway with grippers in end sections, and the slipway is made in the form of a pipe made of metal with a thermal expansion coefficient less than that of the product [4 ].
Недостатком данного устройства является невозможность обеспечить стабильность прикладываемого усилия в процессе ТСО, что может привести к переупрочнению материала, неравномерной по длине заготовки остаточной деформации металла и, следовательно, к нестабильности размеров в эксплуатационный период, потере точности.The disadvantage of this device is the inability to ensure the stability of the applied force during the TCO process, which can lead to material hardening, uneven along the length of the workpiece, the residual deformation of the metal and, consequently, to instability in the operational period, loss of accuracy.
Задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, заключается в повышение качества заготовок с достижением следующих технических результатов: повышение стабильности размеров и формы длинномерных маложестких осесимметричных деталей за счет устранения направленности осевых остаточных напряжений и направленной текстуры материала заготовки по ее длине, оставшихся после заготовительной операции; уменьшение силы деформирования за счет использования эффекта Баушингера; уничтожение технологической наследственности за счет полной перестройки текстуры материала при сжатии и кручении заготовки за счет формирования в материале обрабатываемой заготовки мелкодисперсной разнонаправленной текстуры, что ведет более однородному распределению осевых остаточных напряжений по длине детали, а т.к. при релаксации основное влияние на коробление оказывают осевые остаточные напряжения, данный характер их распределения приводит к уменьшению деформации детали в эксплуатационный период.The problem to which the claimed inventions are directed is to improve the quality of the workpieces with the following technical results: increase the stability of the size and shape of long lengthy rigid axisymmetric parts by eliminating the directivity of axial residual stresses and directional texture of the workpiece material along its length remaining after the procurement operation; reduction of the deformation force due to the use of the Bausinger effect; the destruction of technological heredity due to the complete restructuring of the material texture during compression and torsion of the workpiece due to the formation of a finely dispersed multidirectional texture in the material of the workpiece, which leads to a more uniform distribution of axial residual stresses along the length of the part, since during relaxation, axial residual stresses have the main effect on warping; this nature of their distribution leads to a decrease in the deformation of the part during the operational period.
Эта задача решается тем, что в способе термосиловой обработки осесимметричных деталей, включающем статическое силовое воздействие на заготовку в процессе полного цикла термообработки, причем цикл обработки разделяют на подциклы, в течение каждого из которых статическое силовое воздействие производят в пределах выбранного участка заготовки сначала путем последовательного закручивания в одну сторону данного участка с последующим растяжением, затем - закручивания в другую сторону с последующим сжатием за пределом действия закона упругости, причем управление пределом текучести при статическом силовом воздействии производят путем регулирования температурного воздействия на участок заготовки, а длину участка выбирают с учетом гармоник колебаний детали. В процессе полного цикла термообработки можно устанавливать местоположение участков с отклонениями от заданной величины деформации, определять эти отклонения, при этом на участках с недостаточной деформацией производят нагрев, а на участках с избыточной деформацией - охлаждение.This problem is solved by the fact that in the method of thermal power treatment of axisymmetric parts, including static force acting on the workpiece during the full heat treatment cycle, the processing cycle is divided into subcycles, during each of which the static force action is performed within the selected part of the workpiece first by sequential twisting in one direction of this section with subsequent stretching, then - twisting in the other direction with subsequent compression beyond the limit of the law of elasticity spine, wherein the control limit stress at the static force action produced by controlling the temperature influence on the blank portion and the portion length selected in accordance with the harmonic oscillations of parts. During the full heat treatment cycle, it is possible to establish the location of areas with deviations from a given strain value, to determine these deviations, while in areas with insufficient deformation they heat up, and in areas with excessive deformation they cool.
Эта задача также решается тем, что в устройстве для термосиловой обработки осесимметричных деталей, содержащем стапель с фиксаторами заготовки и нагревательный элемент, каждый из фиксаторов выполнен с отверстием для размещения в нем заготовки и содержит клинья, выполненные с возможностью диаметрального сжатия заготовки и контакта со штоками, снабженными на своих концах гидроцилиндрами, направляющее кольцо, установленное с возможностью свободного вращения в отверстии фиксатора, причем кольцо снабжено антифрикционными вставками для его поджатия с торцов, систему подачи воздуха, а нагревательный элемент разделен на секции теплоизолирующими кольцами. Нагревательный элемент может быть выполнен кольцевой формы и размещен коаксиально относительно заготовки. Каждая секция может иметь четыре щупа и может быть изолирована теплоизолирующими вставками, расположенными внутри теплоизолирующих колец в виде гофрированных втулок. Нагревательный элемент может быть выполнен индуктивным. Устройство для ТСО может включать систему управления, которая снабжена датчиками линейного перемещения и углового положения, установленных в фиксаторах и включенных в цепь управления, при этом система управления может содержать три контура управления, один из которых выполнен с возможностью управления величиной и скоростью продольной деформацией, другой - величиной и скоростью крутильной деформацией, а третий - температурным воздействием, причем каждый контур управления содержит датчик, усилитель, сумматор, задатчик величины контролируемого параметра и блок управления.This problem is also solved by the fact that in the device for thermal processing of axisymmetric parts, containing the slipway with the clamps of the workpiece and the heating element, each of the clamps is made with a hole for placing the workpiece in it and contains wedges made with the possibility of diametrical compression of the workpiece and contact with rods, equipped at their ends with hydraulic cylinders, a guide ring mounted with the possibility of free rotation in the hole of the latch, and the ring is equipped with anti-friction inserts for e th preload from the ends, the air supply system, and the heating element is divided into sections by heat-insulating rings. The heating element can be made annular and placed coaxially relative to the workpiece. Each section can have four probes and can be insulated with heat insulating inserts located inside the heat insulating rings in the form of corrugated bushings. The heating element may be made inductive. The device for TCO may include a control system that is equipped with linear displacement and angular position sensors installed in the latches and included in the control circuit, while the control system may contain three control loops, one of which is configured to control the magnitude and speed of longitudinal deformation, the other - the magnitude and speed of torsional deformation, and the third - temperature exposure, and each control circuit contains a sensor, amplifier, adder, control value adjuster parameter and control unit.
Разделение цикла обработки на подциклы расширяет технологические возможности способа за счет варьирования участков обработки, комплексной проработки материала с формированием направленной текстуры.The division of the processing cycle into subcycles expands the technological capabilities of the method by varying the processing sections, the integrated study of the material with the formation of a directional texture.
Статическое силовое воздействие в пределах участков уменьшает габариты установки, делает ее более компактной, упрочняет заготовку на участках с учетом зон нагружения или гармоник колебаний при работе детали в узле, формирует более равномерную по длине структуру.Static force action within the sections reduces the dimensions of the installation, makes it more compact, strengthens the workpiece in the sections, taking into account loading zones or harmonics of vibrations during operation of the part in the assembly, and forms a structure more uniform in length.
Кручение необходимо для создания более равномерной картины распределения остаточных напряжений путем формирования однородной по длине текстуры материала, а также создания предварительного напряженного состояния.Torsion is necessary to create a more uniform picture of the distribution of residual stresses by forming a uniform texture along the length of the material, as well as creating a preliminary stress state.
Растягивание заготовки на первой стадии необходимо для инициации пластических процессов в металле (образования и движения дислокаций, смещения и поворота зерен).Stretching the preform in the first stage is necessary to initiate plastic processes in the metal (formation and movement of dislocations, displacement and rotation of grains).
Сжимающее усилие необходимо для формирования равномерной картины распределения остаточных напряжений при наименьшей вероятности разрушения материала заготовки в результате пластических процессов за счет создания наиболее благоприятной схемы напряженного состояния - объемного сжатия.The compressive force is necessary to form a uniform pattern of the distribution of residual stresses with the least probability of destruction of the workpiece material as a result of plastic processes by creating the most favorable stress state scheme - volume compression.
Деформирование за пределами действия закона упругости приводит к упрочнению материала с формированием направленной текстуры.Deformation beyond the limits of the law of elasticity leads to hardening of the material with the formation of a directional texture.
Цикл обработки, состоящий из кручения в одном направлении, затем в другом, с чередующимся растяжением - сжатием необходимо для уменьшения усилий деформирования за счет эффекта Баушингера.A machining cycle consisting of torsion in one direction, then in the other, with alternating stretching and compression, is necessary to reduce the deformation forces due to the Bausinger effect.
Нагрев деформируемого участка заготовки необходим для уменьшения усилий деформирования за счет снижения предела текучести материала обрабатываемой заготовки при повышенной температуре.Heating of the deformable section of the workpiece is necessary to reduce the deformation forces by reducing the yield strength of the material of the workpiece at elevated temperature.
Управление пределом текучести позволяет стабилизировать деформацию по участкам путем регулирования процесса деформирования в режиме реального времени и в необходимом сечении участка.The control of the yield strength allows stabilizing the deformation in sections by regulating the deformation process in real time and in the required section of the section.
Регулирование температурного воздействия является эффективным, простым и надежным средством регулирования предела текучести материала.Temperature exposure control is an effective, simple and reliable means of controlling the yield strength of a material.
Выбор длины обрабатываемого участка с учетом гармоник колебаний детали снижает степень коробления детали в эксплуатационный период за счет упрочнения материала в соответствии с зонами нагружения детали.The choice of the length of the treated section, taking into account the harmonics of the oscillations of the part, reduces the degree of warpage of the part in the operational period due to the hardening of the material in accordance with the zones of loading the part.
Установление местоположения участков с отклонением от заданной величины деформации является необходимым для выравнивания деформации по участкам в режиме реального времени.Establishing the location of sections with a deviation from a given strain value is necessary for real-time alignment of the strain across sections.
Определение отклонения величины деформации необходимо для задания температурного режима воздействия на участки с целью выравнивания деформации.The determination of the deviation of the strain is necessary to set the temperature regime of the impact on the sections in order to equalize the strain.
Нагрев участков с недостаточной деформацией увеличивает деформацию за счет снижения предела текучести.Heating sections with insufficient deformation increases deformation by reducing the yield strength.
Охлаждение участков с избыточной деформацией замедляет деформацию за счет увеличения предела текучести.Cooling of areas with excessive deformation slows down the deformation by increasing the yield strength.
Фиксаторы заготовки с отверстием позволяют обрабатывать заготовки различной длины равномерно по всей длине за счет ее свободного прохождения через отверстие.Workpiece clamps with a hole allow you to process workpieces of various lengths evenly over the entire length due to its free passage through the hole.
Клинья с возможностью диаметрального сжатия заготовки и контакта со штоком упрощают компоновку устройства за счет использования привода создания крутящих моментов без шарнирных устройств.Wedges with the possibility of diametrical compression of the workpiece and contact with the rod simplify the layout of the device by using a drive to create torques without articulated devices.
Гидроцилиндры на концах штоков расширяют технологические возможности за счет плавной регулировки прикладываемого давления и, соответственно, усилия деформирования для различных заготовок и режимов обработки.Hydraulic cylinders at the ends of the rods expand technological capabilities due to the smooth adjustment of the applied pressure and, accordingly, the deformation forces for various workpieces and processing modes.
Направляющее кольцо передает комплексное воздействие на заготовку с сохранением возможности ее вращения при приложении значительных осевых нагрузок.The guide ring transfers a complex effect on the workpiece while maintaining the possibility of its rotation when significant axial loads are applied.
Направляющее кольцо с возможностью вращения позволяет создавать угловые смещения заготовки путем приложения крутящего момента.Rotating guide ring allows you to create angular displacements of the workpiece by applying torque.
Антифрикционные вставки для поджатия направляющего кольца с торцов уменьшают рабочие усилия за счет снижения коэффициента трения.Antifriction inserts for tightening the guide ring from the ends reduce working forces by reducing the coefficient of friction.
Система подачи воздуха регулирует предел текучести материала за счет управляемого теплоотвода от обрабатываемой заготовки.The air supply system controls the yield strength of the material due to the controlled heat removal from the workpiece.
Нагревательный элемент, разделенный на секции, позволяет интенсифицировать теплоотвод и подвод тепла по сечениям участков и стабилизировать деформацию.The heating element, divided into sections, allows you to intensify the heat sink and heat supply over sections of sections and stabilize the deformation.
Нагревательный элемент кольцевой формы позволяет нагревать заготовки тел вращения по периметру.The ring-shaped heating element allows you to heat the workpieces of bodies of revolution around the perimeter.
Нагревательный элемент, размещенный коаксиально заготовке, позволяет нагревать ее равномерно по периметру.A heating element placed coaxially with the workpiece allows it to be heated evenly around the perimeter.
Щупы позволяют измерять сужение шеек и управлять процессом деформирования в режиме реального времени.The probes allow you to measure neck narrowing and control the deformation process in real time.
Четыре щупа измеряют изменение диаметра шеек с учетом их пространственных отклонений.Four probes measure the change in the diameter of the necks taking into account their spatial deviations.
Теплоизолирующие вставки герметизируют участки вала, что позволяет охлаждать - нагревать заготовку участками и формировать более равномерные физико-механические свойства по длине за счет исключения тепловых потоков в соседние секции.The insulating inserts seal the shaft sections, which allows cooling - heating the workpiece in sections and forming more uniform physical and mechanical properties along the length due to the exclusion of heat fluxes into neighboring sections.
Теплоизолирующие кольца в виде гофрированных втулок позволяют приспосабливаться к разным диаметральным размерам заготовок, что делает данное устройство более универсальным.Thermal insulating rings in the form of corrugated bushings allow you to adapt to different diameters of the workpieces, which makes this device more versatile.
Теплоизолирующие вставки внутри колец позволяют направлять потоки воздуха раздельно в соседние секции и, соответственно, охлаждать их с разной скоростью.The heat-insulating inserts inside the rings allow directing air flows separately to neighboring sections and, accordingly, cooling them at different speeds.
Нагревательный индуктивный элемент повышает эффективность обработки за счет более простой конструкции установки, упрощает ее эксплуатацию при сохранении качества поверхностного слоя.Inductive heating element increases the processing efficiency due to the simpler installation design, simplifies its operation while maintaining the quality of the surface layer.
Система управления повышает эффективность обработки за счет оперативного изменения технологических параметров в функции процесса деформирования.The control system improves the processing efficiency due to the operational change of technological parameters as a function of the deformation process.
Датчики линейного перемещения и углового положения определяют деформацию в осевом и тангенциальном направлениях в режиме реального времени.The linear displacement and angular position sensors determine the deformation in the axial and tangential directions in real time.
Контуры управления задают и реализуют необходимые величины осевой и крутильной деформации, скорости деформации и температурного воздействия с учетом особенностей конкретного процесса деформирования.Control loops set and implement the necessary values of axial and torsional deformation, strain rate and temperature effect, taking into account the characteristics of a particular deformation process.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, где приведена схема выбора участков деформирования, на фиг.2-5 - подциклы обработки вала, на фиг.6 - общий вид устройства для осуществления способа ТСО, на фиг.7 - разрез А-А на фиг.6, на фиг.8 - выноска Б на фиг.6, на фиг.9 - структурная схема системы управления процессом ТСО.The present invention is illustrated by the drawings, presented in figure 1, which shows a diagram of the selection of deformation sections, figure 2-5 - sub-cycles of the shaft processing, figure 6 is a General view of the device for implementing the method TCO, figure 7 is a section A- And in Fig.6, Fig.8 is a callout B in Fig.6, Fig.9 is a structural diagram of a TCO process control system.
Способ осуществляют в следующей последовательности. Заготовку вала 1 размещают в фиксаторах (фиг.1), выбирают участок заготовки, производят статическое силовое воздействие на этот участок в условиях его нагрева сначала путем последовательного закручивания в одну сторону (фиг.2) с последующим растяжением (фиг.3), затем - путем закручивания в другую сторону (фиг.4) с последующим сжатием (фиг.5). В процессе статического силового воздействия управляют пределом текучести путем регулирования температурного воздействия на участок заготовки. Устанавливают местоположение участков с отклонением от заданной величины деформации, определяют эти отклонения и производят регулируемое температурное воздействие на эти участки: на участках с недостаточной деформацией производят нагрев, а на участках с избыточной деформацией - охлаждение. По завершении обработки этого участка заготовки производят аналогичную обработку других участков.The method is carried out in the following sequence. The blank of the
На первой стадии после нагрева заготовки до заданной температуры, снимается сигнал о крутильной деформации. Кручение происходит до достижения равенства нулю производной что соответствует достижению площадки текучести. После этого включают привод осевых перемещений до достижения стадии пластического течения в продольном направлении. После этого цикл деформирования повторяют с кручением в обратную сторону и осевым сжатием. На обоих стадиях контролируется изменение диаметров шеек по участкам вала. Для участков вала, где после начала пластического течения произошла максимальная деформация, выключают нагрев соответствующей секции нагревательного элемента и подают поток охлаждающего воздуха, что повышает предел текучести материала на данном участке вала. Выключая нагрев и охлаждая участки вала, достигшие величины деформации первого участка добиваются равномерной деформации по всему пролету заготовки. Неоднородность напряжений, обусловленная неоднородностью положения зерен (разориентировкой) и их формой, уменьшается при выравнивании и образовании текстуры деформации, что снижает общую внутреннюю энергию заготовки. Более равновесная структура способствует стабильности форм и размеров детали.At the first stage, after heating the workpiece to a predetermined temperature, a signal about torsional deformation is removed. Torsion occurs until the derivative is equal to zero which corresponds to the achievement of the yield site. After that, the drive of axial displacements is switched on until the stage of plastic flow in the longitudinal direction is reached. After this, the deformation cycle is repeated with torsion in the opposite direction and axial compression. At both stages, the change in the diameters of the necks along the shaft sections is controlled. For sections of the shaft where maximum deformation occurred after the start of plastic flow, the heating of the corresponding section of the heating element is turned off and a flow of cooling air is supplied, which increases the yield point of the material in this section of the shaft. Turning off heating and cooling the shaft sections that have reached the strain of the first section achieve uniform deformation over the entire span of the workpiece. The inhomogeneity of stresses due to the heterogeneity of the position of the grains (misorientation) and their shape decreases when the strain is aligned and the texture is formed, which reduces the total internal energy of the workpiece. A more balanced structure contributes to the stability of the shapes and sizes of the part.
Устройство для ТСО длинномерных осесимметричных деталей (фиг.6-9) включает стапель 2, где заготовку вала 1 помещают в фиксаторы 3 с отверстиями 4, в которые проходит вал 1. Ее с диаметрально противоположных сторон сжимают клинья 5, по скосам 6 контактирующих по качающейся вставке 7 со штоком 8, который имеет на противоположных концах силовые цилиндры 9. Клинья 5 по скользящей посадке вставлены в направляющее кольцо 10, которое может свободно вращаться в отверстии 4 фиксатора 3, причем с торцов кольцо 10 прижимается антифрикционными вставками 12. Между фиксаторами 3 в станине 13 устанавливается нагревательный элемент 14, работающий по принципу индуктивного нагрева. По концам стапеля 1 установлены гидроцилиндры 15. В фиксаторах 3 размещают датчики линейного перемещения 16, а в направляющем кольце 10 - датчики углового положения 17. Система управления включает три контура. Первый контур управления линейным перемещением 18 включает цепь управления величиной деформации, в которую входят датчик линейного перемещения 16, усилитель 19, суммирующее устройство 20, задатчик величины осевой деформации 21, цепь управления скоростью осевой деформации, которая включает датчик углового положения 17, усилитель 22, дифференцирующее звено 23 и задатчик скорости линейной деформации 24. Аналогичные две цепи входят в контур управления крутильными деформациями 25. В контур управления температурой входят термопара 26, задатчик температуры 27, блок управления температурой 28. Силовой контур 29 имеет датчики давления 30 гидроцилиндров 9 и 15. Нагревательный элемент выполнен в виде катушки 31, разделенной на секции 32 теплоизолирующими вставками 33, внутри полых гофрированных колец 34. Гофрированные кольца 34 имеют отверстия 35 подачи воздуха. В каждой секции содержится четыре щупа 36, выходы которых подсоединены к датчику положения 37. Сумматоры 20 соединены с коммутатором 38, который связан с силовым контуром 29, катушкой 31, системой подачи воздуха 39 в секции 32.A device for TCO of long axisymmetric parts (Fig.6-9) includes a
Устройство для ТСО работает следующим образом. Заготовка вала 1 протягивается через первый фиксатор 3 и нагревательный элемент до второго фиксатора 3 и нагревается на участке между фиксаторами 3 при подаче электрического тока в цепь катушки нагревательного элемента 14. Температуру нагрева и время выдержки определяют исходя из материала заготовки 2 и необходимой глубины пластически деформированного слоя. После прогрева участка вала 1 подается рабочее давление в гидроцилиндры 9 фиксаторов 3, при этом перемещаются штоки 8, которые по скосам 6 давят на клинья 4. По направляющему кольцу клинья 4 смещаются к заготовке вала 1, зажимая ее. При этом гидроцилиндры 9 создают крутящий момент относительно оси заготовки 1. Кручение проводят сначала в одну сторону на определенный угол, затем, после растяжения, в другую. Смещаясь на заданный угол, клинья 4 поворачивают плавающую вставку 7, за счет чего обеспечивается надежный контакт по всей поверхности скоса 6 клина 5. После достижения определенного усилия зажима фиксаторами 3 рабочее давление подается в боковые гидроцилиндры 15. При этом фиксаторы 3 перемещаются по стапелю 2 для создания деформации растяжения или сжатия. Участок заготовки 1 между фиксаторами подвергается комплексному деформированию: кручению - сжатию (растяжению) по заданному циклу обработки. Все сигналы с сумматоров 20 поступают в коммутатор 38, где вырабатывается управляющее воздействие на гидроцилиндры 9, 15, катушку 31, в систему подачи воздуха 39 на подачу воздуха в соответствующие секции 32.A device for TCO works as follows. The billet of the
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ №2161276, кл. F 16 F 1/14, 2000.1. RF patent №2161276, cl. F 16
2. Патент РФ №2119842, кл. В 21 К 1/32, 1998.2. RF patent №2119842, cl. B 21
3. Заявка РФ №96112649, кл. В 21 К 1/28, 1998.3. Application of the Russian Federation No. 96112649, cl. B 21
4. Авторское свидетельство СССР №1407969, кл. С 21 D 1/62, 1/63, 1988.4. Copyright certificate of the USSR No. 1407969, cl. C 21
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136837/02A RU2254383C1 (en) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Meth0d of heat and-power-treatment of long-cut articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136837/02A RU2254383C1 (en) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Meth0d of heat and-power-treatment of long-cut articles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2254383C1 true RU2254383C1 (en) | 2005-06-20 |
Family
ID=35835801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003136837/02A RU2254383C1 (en) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Meth0d of heat and-power-treatment of long-cut articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2254383C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381281C1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for thermo-force treatment of axisymmetric parts |
| RU2381282C1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for thermal-force treatment of axisymmetric parts |
| RU2387719C1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Thermal force treatment method of long axisymmetrical parts |
| RU2543029C1 (en) * | 2013-09-09 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of geometric parameters stabilisation of low rigid shafts |
| RU2552206C2 (en) * | 2013-09-03 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of thermal-and-force processing of long axially symmetric parts and device to this end |
| RU2575510C2 (en) * | 2014-03-05 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of thermal power treatment of long axisymmetric parts and device for its implementation |
| RU2615852C2 (en) * | 2015-02-16 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Thermo-loaded machining method of axial-symmetrical long parts and device to this end |
| RU2632748C2 (en) * | 2016-01-28 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for thermal power treatment of axisymetric parts |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1407969A1 (en) * | 1986-06-04 | 1988-07-07 | Тольяттинское Производственное Объединение "Азотреммаш" | Arrangement for hardening low-rigidity shafts |
| SU1708884A1 (en) * | 1989-05-10 | 1992-01-30 | Тольяттинский политехнический институт | Method for heat treatment of axisymmetrical elongated parts |
| SU1726537A1 (en) * | 1989-07-19 | 1992-04-15 | Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства "Технолог" | Method of manufacturing springs |
| RU2119842C1 (en) * | 1996-06-21 | 1998-10-10 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method for manufacturing axially symmetrical parts and blank making process for performing the same |
| RU2217508C2 (en) * | 2002-01-23 | 2003-11-27 | Воронежский государственный технический университет | Method of upgrading process properties of metals |
-
2003
- 2003-12-19 RU RU2003136837/02A patent/RU2254383C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1407969A1 (en) * | 1986-06-04 | 1988-07-07 | Тольяттинское Производственное Объединение "Азотреммаш" | Arrangement for hardening low-rigidity shafts |
| SU1708884A1 (en) * | 1989-05-10 | 1992-01-30 | Тольяттинский политехнический институт | Method for heat treatment of axisymmetrical elongated parts |
| SU1726537A1 (en) * | 1989-07-19 | 1992-04-15 | Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства "Технолог" | Method of manufacturing springs |
| RU2119842C1 (en) * | 1996-06-21 | 1998-10-10 | Институт проблем сверхпластичности металлов РАН | Method for manufacturing axially symmetrical parts and blank making process for performing the same |
| RU2217508C2 (en) * | 2002-01-23 | 2003-11-27 | Воронежский государственный технический университет | Method of upgrading process properties of metals |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2381281C1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for thermo-force treatment of axisymmetric parts |
| RU2381282C1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for thermal-force treatment of axisymmetric parts |
| RU2387719C1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Thermal force treatment method of long axisymmetrical parts |
| RU2552206C2 (en) * | 2013-09-03 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of thermal-and-force processing of long axially symmetric parts and device to this end |
| RU2543029C1 (en) * | 2013-09-09 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of geometric parameters stabilisation of low rigid shafts |
| RU2575510C2 (en) * | 2014-03-05 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of thermal power treatment of long axisymmetric parts and device for its implementation |
| RU2615852C2 (en) * | 2015-02-16 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Thermo-loaded machining method of axial-symmetrical long parts and device to this end |
| RU2632748C2 (en) * | 2016-01-28 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for thermal power treatment of axisymetric parts |
| RU2773155C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-05-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Method for axial deformation of a fixed axisymmetric part and unit for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7188398B2 (en) | Method for improving the magnitude of compressive stress developed in the surface of a part | |
| RU2254383C1 (en) | Meth0d of heat and-power-treatment of long-cut articles | |
| CZ20011171A3 (en) | Method of working billets and bar-like materials produced from metals and metal alloys as well as product made by employing this method | |
| Świć et al. | Method of achieving accuracy of thermo-mechanical treatment of low-rigidity shafts | |
| Huang et al. | Comparative study of warm and hot cross-wedge rolling: numerical simulation and experimental trial | |
| CN103752742A (en) | A method of medium and high frequency induction heating radial forging forming screw | |
| KR102144607B1 (en) | Furnace muffle for an annealing furnace | |
| RU2552206C2 (en) | Method of thermal-and-force processing of long axially symmetric parts and device to this end | |
| JP3572618B2 (en) | Method and apparatus for correcting tempering of rolling parts | |
| JPWO1996006194A1 (en) | Method and device for corrective tempering of rolling parts | |
| JP5446410B2 (en) | Heat treatment method for annular workpiece | |
| CN102808077A (en) | Thin-wall gear ring type part quenching method for keeping accuracy level | |
| KR0170537B1 (en) | Method and apparatus for correcting cure deformation of annular element | |
| US6264768B1 (en) | Method for strengthening of rolling element bearings by thermal-mechanical net shape finish forming technique | |
| RU2235794C2 (en) | Method and apparatus for thermal-power processing of axisymmetric elongated parts | |
| WO2009067961A1 (en) | Method of manufacturing of ball bearing's rings by rolling-out of the blanks from bearing's steel using a roll-out machine | |
| Sun et al. | Numerical and experimental investigations on the effect of mandrel feeding speed for high-speed rail bearing inner ring | |
| JP7013492B2 (en) | Methods and equipment for impact treatment of crankshaft crossovers | |
| RU2543029C1 (en) | Method of geometric parameters stabilisation of low rigid shafts | |
| RU2462518C1 (en) | Device for pressure-heated treatment of low-hardness shafts | |
| RU2709067C1 (en) | Method of heat-power processing of long axisymmetric parts and device for implementation thereof | |
| JP7129432B2 (en) | Method and apparatus for impact treatment of crankshaft transition | |
| RU2709127C1 (en) | Method of heat-power processing of long axisymmetric parts and device for its implementation | |
| JP7051909B2 (en) | Methods and equipment for impact treatment of crankshaft crossovers | |
| CN216550559U (en) | Workpiece aperture reducing device for locally heating hole wall of workpiece hole body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051220 |