×
10.04.2015
216.013.3cd9

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ВНУТРЕННИМ ОТВЕРСТИЕМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Способ включает дорнование и нагрев внутренней обрабатываемой поверхности. Для повышения качества обрабатываемых деталей нагрев внутренней обрабатываемой поверхности осуществляют перед дорнованием до температуры 550-600°С и производят дорнование нагретой поверхности охлаждаемым дорном. Нагрев внутренней обрабатываемой поверхности могут осуществлять на глубину 2,5-5,0 мм. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к поверхностному пластическому деформированию внутренних поверхностей деталей. Внутренние поверхности, например, втулок обрабатывают методом протягивания со съемом металла с последующим дорнованием. Такая механическая обработка сопряжена со съемом металла в стружку режущими частями протяжки в условиях стесненного пространства для ее удаления. С целью облегчения выхода стружки из обрабатываемого отверстия режущие пояски протяжки выполняются на большом промежутке друг от друга. Это значительно удлиняет тело протяжки и увеличивает время обработки. Чем длиннее втулка, тем сложнее из отверстия извлечь стружку. Для получения качественной поверхности приходится обрабатывать отверстие несколько раз: протягиванием и дорнованием. Этот метод трудоемок и требует высокой квалификации станочника. Инструменты - протяжка и дорн - дороги в изготовлении и предназначаются для обработки одного типоразмера отверстия втулки.

Процесс протягивания сопровождается образованием на внутренней поверхности отверстий микротрещин. В ходе обработки детали протяжкой в обрабатываемой поверхности детали возникают погрешности формы, связанные с отклонениями от соосности. Последующая обработка внутренней холодной поверхности отверстия втулки дорнованием не исправляет погрешности предыдущей обработки, хотя и частично завальцовывает микротрещины. Холодная обработка металла дорнованием снижает параметры шероховатости и создает наклеп (увеличение микротвердости) на внутренней поверхности отверстия втулки. «Залеченные» трещины во внутреннем поверхностном слое, являясь концентраторами напряжений, в процессе эксплуатации постепенно расширяются, что приводит к разрыву детали.

Известен способ пластического деформирования сложнопрофильных отверстий с нагревом (заявка РФ №2011118034, опубл. 10.11.2012), который включает нагрев трением поверхностного слоя по кольцевому периметру до температуры, близкой к температуре его плавления (1355-1400°C на глубину до 4 мм), вращается частью деформирующего элемента при вдавливании ее в поверхность отверстия при осуществлении статико-импульсного осевого перемещения с помощью гидроцилиндра, в котором расположены боек и волновод.

Однако этот способ технологически довольно сложен. И едва ли можно достичь температуры, близкой к температуре плавления. Кроме того, нагрев до температуры плавления может нарушить структуру и поверхность детали. В качестве прототипа принят способ дорнования отверстий (авт. свид. СССР №724284, В23Д 43/00, опубл. 30.03.1980). Способ включает поверхностно пластическое деформирование заготовки путем вдавливания при осевом перемещении и вращении дорна с монолитной рабочей поверхностью, обрабатываемый поверхностный слой отверстия (на глубину 0,5-3 мм) нагревают трением вращающегося дорна по кольцевому периметру до температуры, близкой к температуре плавления, затем быстро охлаждают. Для повышения производительности инструмент следует подогревать.

Однако, как и способ аналога, этот процесс технологически неприменим, т.к. вращающийся монолитный дорн разогревает не только поверхность детали, но и греется сам. При этом его диаметральные размеры увеличиваются, что приводит к нерегулируемой обработке внутренней поверхности детали. Кроме того, при своем движении вдоль внутренней поверхности дорн будет перемещать часть твердожидкого металла в поверхностном слое, в конечном итоге не упрочняя, а разрушая плотность металла обрабатываемой детали. Вращение монолитного дорна с большим числом оборотов приведет к его колебаниям, что неминуемо скажется на соосности вращающегося дорна и обрабатываемой детали. Нагрев до температуры, близкой к температуре плавления, может нарушить структуру металла и поверхность детали с отклонением формы.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.

Решается задача повышения качества обрабатываемых деталей с внутренним отверстием.

Технический результат - повышение технологичности способа, особенно при обработке сложно легированной стали специального назначения.

Этот технический результат достигается тем, что в способе пластического деформирования деталей с внутренним отверстием, включающем дорнование, нагрев внутренней обрабатываемой поверхности, нагрев внутренней обрабатываемой поверхности осуществляют перед дорнованием источником тепла до температуры потери прочности и твердости и производят дорнование нагретой поверхности охлаждаемым дорном, нагрев внутренней обрабатываемой поверхности осуществляется до температуры 550-600°C на глубину 2,5-5,0 мм.

По сравнению с прототипом, деталь нагревается до более низких температур. При этом в результате термофрикционной обработки в поверхностном слое у сложно легированной стали специального назначения аустенитного класса охлаждаемым дорном выпадает игольчатый мартенсит, создавая уникальный по свойствам канал, например, ствола орудия.

Схема осуществления предлагаемого способа приведена на чертеже. Втулку 1 перед дорнованием нагревают любым источником тепла: газовой горелкой, индуктором и т.п. В экспериментах использовалась газовая горелка 2. Нагрев по периметру осуществляли вращением втулки, зажатой в патроне станка. Нагрев внутренней поверхности втулки 1 до температуры 550-600°C, контролировался электронным пирометром, глубина прогрева 2,5-5,0 мм рассчитана по времени нагрева, по количеству введенного тепла в единицу времени.

Осуществляют дорнование охлаждаемым дорном 3 внутренней поверхности втулки 1.

Пример осуществления способа

Обрабатывали предлагаемым способом втулки из стали Х18Н9Т. Внутренний диаметр втулки 87 мм (калибр ствола орудия), толщина стенки 5-13 мм. Нагревали внутреннюю поверхность втулки до температуры 550-600°C при ее вращении с числом оборотов 150 об/мин. Глубина прогрева зависела от времени и скорости перемещения газовой горелки вдоль отверстия

δ=f (Q; n; τ; С, V),

где δ - глубина прогретого слоя, мм;

Q - количество тепла, введенного в зону нагрева, ккал;

n - число оборотов детали;

τ - время нагрева, мин;

V - линейная скорость движения горелки вдоль канала ствола, м/мин;

С - теплоемкость металла, ккал/кг.

Когда процесс нагрева завершен, горелку извлекают и сразу вводят охлаждаемый дорн.

По завершении процесса дорнования был проведен сравнительный анализ втулок, обработанных традиционным способом и предлагаемым.

Сравнивали шероховатость и точность обработки внутренней поверхности втулок, микроструктуру поверхностного слоя. В результате установлено, что при обработке по предлагаемому способу соосность наружной и внутренней поверхности возрастает на 15-20%.

Шероховатость снижается на 20-30%, на внутренней поверхности детали отсутствуют микронадрывы.

Экспериментом установлено, что при нагреве внутренней обрабатываемой поверхности до температуры ниже 550°C не выпадает мартенсит. При повышении температуры выше 600°C происходит укрупнение зерна ацетенита, что неблагоприятно сказывается на прочности металла.

Анализ аналогов показывает, что предлагаемое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а проведенные эксперименты подтверждают его промышленную применимость.


СПОСОБ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ВНУТРЕННИМ ОТВЕРСТИЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 25 items.
10.11.2014
№216.013.0557

Обсыпочный материал для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Обсыпочный материал содержит в мас.%: электрокорунд 30-40, железная окалина 25-35, железо остальное. Обеспечивается повышение качества оболочковых форм и получаемых отливок. 1 табл., 1 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532765
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.0649

Способ изготовления планарного конденсатора повышенной емкости

Изобретение относится к области микро- и наноэлеткроники, где используются кратковременные и комбинированные источники тока. В частности, изобретение может быть использовано в качестве накопителя энергии. Способ изготовления планарного конденсатора повышенной емкости включает создание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533010
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.11.2014
№216.013.083a

Дорн

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к дорнованию поверхностей отверстий деталей. Дорн содержит корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей: вращательно-поступательной и поступательно-возвратной. На поступательно-возвратной части штока жестко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533507
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.01.2015
№216.013.1f16

Устройство переключения отводов обмотки трансформатора

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой. Технический результат - обеспечение регулирования напряжения под нагрузкой, снижение величины коммутационных экстратоков регулировочной ступени обмотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539399
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.02.2015
№216.013.2645

Способ изготовления отливок из чугуна

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает выплавку чугуна, разливку в ковш, в который предварительно введены предсфероидизирующий, сфероидизирующий и графитизирующий модификаторы в количестве соответственно 0,2-0,3, 0,4-0,5, 0,4-0,5 мас.% от массы жидкого чугуна в ковше....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541250
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c05

Устройство обнаружения объектов, излучающих акустические сигналы

Изобретение относится к радиолокации, в частности к устройствам определения координат объектов, излучающих акустические сигналы, с помощью территориально разнесенных волоконно-оптических датчиков - измерителей звукового давления. Технический результат - повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546853
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3cdf

Способ изготовления керамических оболочек для литья по удаляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Модельный блок послойно обмазывают керамической суспензией с последующей обсыпкой огнеупорным материалом и сушкой каждого слоя. В качестве обсыпочного материала используют измельченный бой керамических оболочек, содержащий в своем составе кварц в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547071
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.40c0

Способ измерения диэлектрической проницаемости материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области измерения характеристик материалов и может быть использовано для определения диэлектрической проницаемости изоляционных композитных и других материалов. Способ основан на измерении комплексного коэффициента отражения электромагнитных волн от отрезка линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548064
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.49a5

Способ питания нагрузки от солнечной батареи

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного тока с нелинейными параметрами в альтернативных источниках энергии. Технический результат - повышение количества энергии, отбираемой от солнечной батареи, В способе питания нагрузки от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550360
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.5349

Цифровая трансформаторная подстанция

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено при создании новых и модернизации существующих электрических подстанций в соответствии с концепцией цифровой подстанции. Технический результат состоит в автоматическом регулировании напряжения потребителей и дистанционном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552842
Дата охранного документа: 10.06.2015
Showing 11-20 of 25 items.
10.11.2014
№216.013.0557

Обсыпочный материал для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Обсыпочный материал содержит в мас.%: электрокорунд 30-40, железная окалина 25-35, железо остальное. Обеспечивается повышение качества оболочковых форм и получаемых отливок. 1 табл., 1 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532765
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.083a

Дорн

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к дорнованию поверхностей отверстий деталей. Дорн содержит корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей: вращательно-поступательной и поступательно-возвратной. На поступательно-возвратной части штока жестко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533507
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.01.2015
№216.013.1f16

Устройство переключения отводов обмотки трансформатора

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой. Технический результат - обеспечение регулирования напряжения под нагрузкой, снижение величины коммутационных экстратоков регулировочной ступени обмотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539399
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.02.2015
№216.013.2645

Способ изготовления отливок из чугуна

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает выплавку чугуна, разливку в ковш, в который предварительно введены предсфероидизирующий, сфероидизирующий и графитизирующий модификаторы в количестве соответственно 0,2-0,3, 0,4-0,5, 0,4-0,5 мас.% от массы жидкого чугуна в ковше....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541250
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c05

Устройство обнаружения объектов, излучающих акустические сигналы

Изобретение относится к радиолокации, в частности к устройствам определения координат объектов, излучающих акустические сигналы, с помощью территориально разнесенных волоконно-оптических датчиков - измерителей звукового давления. Технический результат - повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546853
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3cdf

Способ изготовления керамических оболочек для литья по удаляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Модельный блок послойно обмазывают керамической суспензией с последующей обсыпкой огнеупорным материалом и сушкой каждого слоя. В качестве обсыпочного материала используют измельченный бой керамических оболочек, содержащий в своем составе кварц в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547071
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.40c0

Способ измерения диэлектрической проницаемости материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области измерения характеристик материалов и может быть использовано для определения диэлектрической проницаемости изоляционных композитных и других материалов. Способ основан на измерении комплексного коэффициента отражения электромагнитных волн от отрезка линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548064
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.49a5

Способ питания нагрузки от солнечной батареи

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного тока с нелинейными параметрами в альтернативных источниках энергии. Технический результат - повышение количества энергии, отбираемой от солнечной батареи, В способе питания нагрузки от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550360
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.5349

Цифровая трансформаторная подстанция

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено при создании новых и модернизации существующих электрических подстанций в соответствии с концепцией цифровой подстанции. Технический результат состоит в автоматическом регулировании напряжения потребителей и дистанционном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552842
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.5464

Модифицирующая смесь

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обработки расплавов медных сплавов и чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: углекислый барий 40-50, кальцинированную соду 10-20, карбонат стронция 40-45. Изобретение позволяет повысить физико-механические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553125
Дата охранного документа: 10.06.2015
+ добавить свой РИД