RU2376391C1 - Device for details treatment - Google Patents
Device for details treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376391C1 RU2376391C1 RU2009100056/02A RU2009100056A RU2376391C1 RU 2376391 C1 RU2376391 C1 RU 2376391C1 RU 2009100056/02 A RU2009100056/02 A RU 2009100056/02A RU 2009100056 A RU2009100056 A RU 2009100056A RU 2376391 C1 RU2376391 C1 RU 2376391C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- chamber
- resonant chamber
- walls
- slotted nozzle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, в металлообработке, приборостроении, станкостроении и инструментальной промышленности для повышения эксплуатационных характеристик изделий, изготовленных из инструментальных, конструкционных сталей и т.д., работающих на предельных механических нагрузках, при изготовлении машин и инструмента.The invention relates to the field of engineering and can be used, in particular, in metalworking, instrumentation, machine tool and tool industry to improve the operational characteristics of products made of tool, structural steels, etc., operating at maximum mechanical loads, in the manufacture of machines and tool.
Низкое качество режущего, штампового инструмента, деталей является существенной проблемой, связанной с металлообработкой.Low quality cutting, stamping tools, parts is a significant problem associated with metalworking.
Одним из путей решения данной проблемы является термическая обработка стальных деталей, которую проводят в тех случаях, когда необходимо либо повысить прочность, твердость, износоустойчивость или упругость детали или инструмента либо наоборот, сделать металл более мягким, легче поддающимся механической обработке.One of the ways to solve this problem is the heat treatment of steel parts, which is carried out in cases where it is necessary either to increase the strength, hardness, wear resistance or elasticity of the part or tool, or vice versa, to make the metal softer, easier to machine.
В зависимости от температур нагрева и способа последующего охлаждения различают следующие виды термической обработки: закалка, отпуск и отжиг. Закалка придает стальной детали большую твердость и износоустойчивость. Для этого деталь нагревают до определенной температуры, выдерживают некоторое время, чтобы весь объем материала прогрелся, а затем быстро охлаждают. Отпуск закаленных деталей уменьшает их хрупкость, повышает вязкость и снимает внутренние напряжения. Термообработку (закалку и отпуск) деталей простой формы (валики, оси, зубила, кернеры) часто делают за один раз. Нагретую до высокой температуры деталь опускают на некоторое время в охлаждающую жидкость, затем вынимают. Отпуск происходит за счет тепла, сохранившегося внутри детали.Depending on the heating temperature and the method of subsequent cooling, the following types of heat treatment are distinguished: quenching, tempering, and annealing. Hardening gives the steel part greater hardness and wear resistance. To do this, the part is heated to a certain temperature, held for some time, so that the entire volume of material is warmed up, and then quickly cooled. The release of hardened parts reduces their fragility, increases viscosity and relieves internal stresses. Heat treatment (hardening and tempering) of parts of simple form (rollers, axes, chisels, punch) is often done at a time. Heated to a high temperature, the part is lowered for a while in the coolant, then removed. Vacation is due to the heat stored inside the part.
Кроме указанного существуют другие методы и соответствующее оборудование для обработки металлов с целью их упрочения и увеличения износостойкости. Это, например, химико-термическое, лазерное и плазменное упрочение, воздействие ультразвука и магнитного поля.In addition to the above, there are other methods and appropriate equipment for metal processing with the aim of hardening and increasing wear resistance. This, for example, chemical-thermal, laser and plasma hardening, exposure to ultrasound and a magnetic field.
Принципиально новой технологией увеличения эксплуатационных свойств режущего инструмента и деталей являются технология и оборудование термоакустической обработки, главное отличие которого от уже имеющихся методов заключается в том, что упрочение в результате термоакустической вибрационной обработки происходит по всей глубине металла, а значит, обработанный инструмент подлежит повторному использованию (заточке), сохраняя все заданные свойства и принося, таким образом, дополнительный экономический эффект. Кроме того, технология и оборудование являются простыми, экологически чистыми и безопасными.A fundamentally new technology to increase the operational properties of the cutting tool and parts is the technology and equipment of thermoacoustic processing, the main difference of which from the existing methods is that hardening as a result of thermoacoustic vibration processing occurs throughout the entire depth of the metal, which means that the processed tool must be reused ( sharpening), preserving all the specified properties and thus bringing an additional economic effect. In addition, technology and equipment are simple, environmentally friendly and safe.
При термоакустической обработке происходят структурные превращения в металлах, изменение их физико-химических свойств, упрочение металлов и сплавов без изменения формы и размеров деталей, а также сокращение времени, необходимого для достижения заданного упрочения, уменьшение расходуемой энергии.During thermoacoustic processing, structural transformations occur in metals, a change in their physicochemical properties, hardening of metals and alloys without changing the shape and size of parts, as well as a reduction in the time required to achieve a given hardening, and a reduction in energy consumption.
Термоакустическую обработку инструментальной стали проводят при проведении ее отпуска. В акустическом поле ускоряется развитие структурных и фазовых превращений, сокращается длительность цикла обработки инструмента. За счет этого повышаются твердость, прочность, износостойкость, ударная вязкость материала инструмента.Thermoacoustic processing of tool steel is carried out during its vacation. In the acoustic field, the development of structural and phase transformations is accelerated, the duration of the tool processing cycle is reduced. Due to this, the hardness, strength, wear resistance, toughness of the tool material are increased.
При этом акустическое воздействие регулируют в широком диапазоне частот и мощности звука.In this case, the acoustic effect is regulated in a wide range of frequencies and sound power.
Известно устройство для обработки деталей, содержащее резонансную камеру, установленную на одной из ее стенок в верхней части дополнительную камеру, выполненную с возможностью подключения ее полости к источнику сжатого воздуха и соединенную с полостью резонансной камеры посредством щелевого сопла, на уровне щелевого сопла установлена пластина для создания в рабочей камере акустических колебаний, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно щелевого сопла для регулировки частоты ее колебаний (RU 31580 U1, 20.08.2003).A device for processing parts is known, comprising a resonance chamber mounted on one of its walls in the upper part of an additional chamber configured to connect its cavity to a source of compressed air and connected to the cavity of the resonant chamber by means of a slot nozzle; a plate is installed at the level of the slot nozzle to create in the working chamber of acoustic vibrations installed with the possibility of reciprocating movement relative to the slot nozzle to adjust the frequency of its vibrations (RU 3158 0 U1, 08.20.2003).
Недостатком данного устройство является недостаточно эффективное увеличение эксплуатационных свойств обработанных деталей и инструментов, в частности износостойкости, за счет того, что мощность обрабатывающего устройства, влияющая на изменения в структуре материала, ограничена определенным диапазоном колебательных движений стенок резонансной камеры за счет плотного прилегания стенок к боковым кромкам пластины, создающей в резонансной камере акустические колебания.The disadvantage of this device is the insufficiently effective increase in the operational properties of the machined parts and tools, in particular wear resistance, due to the fact that the power of the processing device, which affects changes in the structure of the material, is limited by a certain range of vibrational movements of the walls of the resonance chamber due to the tight fit of the walls to the side edges a plate creating acoustic vibrations in a resonant chamber.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение износостойкости обрабатываемых деталей и инструментов и производительности процесса обработки.The technical result of the proposed invention is to increase the wear resistance of the machined parts and tools and the productivity of the processing process.
Этот технический результат достигается за счет того, что в устройстве для обработки деталей, содержащем рабочую резонансную камеру, установленную на одной из ее стенок в верхней части дополнительную камеру, выполненную с возможностью подключения ее полости к источнику сжатого воздуха и соединенную с полостью резонансной камеры посредством щелевого сопла, в резонансной камере на уровне щелевого сопла установлена пластина для создания в резонансной камере акустических колебаний, выполненная с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно щелевого сопла для регулировки частоты ее колебаний, пластина с нижней стороны по всей ее длине имеет параллельные направляющие пазы и установлена на стенках резонансной камеры таким образом, что кромки параллельных стенок резонансной камеры расположены в направляющих пазах с возможностью возвратно-поступательного перемещения пластины относительно щелевого сопла для регулировки частоты ее колебаний.This technical result is achieved due to the fact that in the device for processing parts containing a working resonant chamber mounted on one of its walls in the upper part, an additional chamber is configured to connect its cavity to a source of compressed air and connected to the cavity of the resonant chamber by means of a slot nozzle, in the resonance chamber at the level of the slot nozzle, a plate is installed to create acoustic vibrations in the resonance chamber, made with the possibility of reciprocating movements relative to the slot nozzle to adjust the frequency of its oscillations, the plate on the lower side along its entire length has parallel guide grooves and is mounted on the walls of the resonance chamber so that the edges of the parallel walls of the resonant chamber are located in the guide grooves with the possibility of reciprocating movement of the plate relative to the slot nozzles for adjusting the frequency of its oscillations.
Кроме того, кромка пластины, расположенная со стороны щелевого сопла, выполнена с заострением.In addition, the edge of the plate located on the side of the slotted nozzle is made with a sharp edge.
Кромка пластины, расположенная со стороны щелевого сопла, выполнена со скосом.The edge of the plate located on the side of the slit nozzle is made with a bevel.
Кроме того, пластина снабжена стопором. Кроме того, стопор выполнен в виде закрутки.In addition, the plate is equipped with a stopper. In addition, the stopper is made in the form of a twist.
Кроме того, пластина выполнена с возможностью регулирования частоты ее акустических колебаний в диапазоне 100-200 Гц.In addition, the plate is configured to control the frequency of its acoustic vibrations in the range of 100-200 Hz.
Кроме того, мощность акустических колебаний составляет 140-160 дБ.In addition, the power of acoustic vibrations is 140-160 dB.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для обработки деталей, общий вид; на фиг.2 - то же, сечение А-А по фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a device for processing parts, General view; figure 2 is the same, section aa in figure 1.
Устройство для обработки деталей содержит рабочую резонансную камеру 1, установленную на одной из ее стенок в верхней части дополнительную камеру 2.The device for processing parts contains a working
Полость дополнительной камеры 2 подключена к источнику сжатого воздуха (на чертежах не показан) и соединена с полостью резонансной камеры 1 посредством щелевого сопла 3.The cavity of the
В резонансной камере 1 на уровне щелевого сопла 3 установлена пластина 4 для создания в резонансной камере 1 акустических колебаний. Пластина 4 выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно щелевого сопла 3 для регулировки частоты ее колебаний и имеет скос 5 на кромке, расположенной на уровне щелевого сопла 3 в его направлении.In the
Пластина 4 с нижней стороны по всей ее длине имеет параллельные направляющие пазы 6 и установлена на стенках 7 резонансной камеры 1 таким образом, что кромки параллельных стенок 7 резонансной камеры 1 расположены в направляющих пазах 6 с возможностью возвратно-поступательного перемещения пластины 4 относительно щелевого сопла 3 для регулировки частоты ее колебаний. Фиксация пластины осуществляется стопором 8.The plate 4 on the lower side along its entire length has
Пластина 4 выполнена с возможностью регулировки ее акустических колебаний в диапазоне 100-200 Гц при величине их мощности 140-160 дБ.Plate 4 is made with the possibility of adjusting its acoustic vibrations in the range of 100-200 Hz with a magnitude of their power of 140-160 dB.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Концевые фрезы диаметром 8 мм и весом 50 г, каждая из стали Р18, нагревают в печи до температуры 350°С за 10 минут.End mills with a diameter of 8 mm and a weight of 50 g, each of P18 steel, are heated in an oven to a temperature of 350 ° C in 10 minutes.
Извлекают фрезы из печи и помещают в резонансную камеру 1 как можно быстрее, стараясь сохранить температуру инструмента около 350°С.The cutters are removed from the furnace and placed in the
Ширину щелевого сопла 3 выбирают таким образом, чтобы вибрационное воздействие на обрабатываемые детали происходило как можно дольше и при этом охлаждение обрабатываемого инструмента под воздействием сжатого воздуха, подаваемого через щелевое сопла 3 в резонансную камеру 1, было минимальным.The width of the
Пластину 4 выставляем на необходимом уровне относительно щелевого сопла 3 и фиксируем стопором 8.We set the plate 4 at the required level relative to the slotted
Затем включают подачу сжатого воздуха в дополнительную камеру 2. Сжатый воздух, расширяясь в дополнительной камере 2, вдувается через щелевое сопло 3 в резонансную камеру 1, создавая при взаимодействии с пластиной 4 в резонансной камере 1 акустические колебания требуемой частотыThen turn on the supply of compressed air to the
Мощность акустических колебаний регулируют за счет перемещения пластины 4 относительно щелевого сопла 3 в диапазоне 140-160 дБ при изменении частоты от 100 до 200 Гц в течение всего времени обработки.The power of acoustic vibrations is regulated by moving the plate 4 relative to the
Параллельные стенки 7 резонансной камеры воспринимают колебания в резонансной камере 1 и совершают колебания с большой амплитудой, поскольку диапазон их колебаний не ограничен стенками резонансной камеры за счет установки пластины 4 сверху резонансной камеры 1.The
Продолжительность обработки деталей составила 7-8 минут.The processing time for parts was 7-8 minutes.
В результате обработки износостойкость обработанных деталей увеличилась в 2 раза.As a result of processing, the wear resistance of the machined parts increased by 2 times.
Изобретение позволит повысить производительность и износостойкость обрабатываемых деталей и инструментов не менее чем в 2 раза за счет изменения структуры при увеличении мощности акустического воздействия колебательных движений в резонансной камере.The invention will improve the productivity and wear resistance of the machined parts and tools by at least 2 times due to structural changes with an increase in the acoustic power of the vibrational movements in the resonant chamber.
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100056/02A RU2376391C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Device for details treatment |
PCT/RU2009/000709 WO2010080051A1 (en) | 2009-01-11 | 2009-12-22 | Device for the treatment of parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100056/02A RU2376391C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Device for details treatment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2376391C1 true RU2376391C1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009100056/02A RU2376391C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Device for details treatment |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376391C1 (en) |
WO (1) | WO2010080051A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584618C2 (en) * | 2013-12-24 | 2016-05-20 | Олег Владимирович Ольшанский | Method of processing metal parts in conditions of acoustic resonance effect and device for realising said method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3622404A (en) * | 1969-02-19 | 1971-11-23 | Leonard E Thompson | Method and apparatus for stress relieving a workpiece by vibration |
RU2037387C1 (en) * | 1989-04-05 | 1995-06-19 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Method of vibratory treatment of construction for changing strained and structural state of construction |
RU2244755C2 (en) * | 2002-12-26 | 2005-01-20 | Тольяттинский государственный университет | Bibrostabilization unit |
RU31580U1 (en) * | 2003-06-11 | 2003-08-20 | Кукушкин Николай Николаевич | Parts Processing Plant |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100056/02A patent/RU2376391C1/en not_active IP Right Cessation
- 2009-12-22 WO PCT/RU2009/000709 patent/WO2010080051A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584618C2 (en) * | 2013-12-24 | 2016-05-20 | Олег Владимирович Ольшанский | Method of processing metal parts in conditions of acoustic resonance effect and device for realising said method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010080051A1 (en) | 2010-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kuo et al. | Rotary ultrasonic-assisted milling of brittle materials | |
CN105483360B (en) | Ultrasonic wave process of eliminating stress and system | |
RU2376391C1 (en) | Device for details treatment | |
CN102672276B (en) | Short-process plastic processing method for prolonging service life of saw blade | |
CN105714027A (en) | Heat treatment process for hardening and tempering of 45 steel | |
RU2374331C1 (en) | Device for details treatment | |
CN212426135U (en) | System for stress relief is cooperated with vibration ageing to ultrasonic wave ageing | |
CN108531689A (en) | A kind of method for removing residual stress for car crass energy-absorption box | |
RU2529327C2 (en) | Method of combined surface hardening | |
CN105643375B (en) | A kind of high acoustic density list slot vacuum mixing immersion ultrasonic surface treatment device | |
Gruzdev et al. | Electrical discharge drilling of small diameter holes upon ultrasonic field application. Part 1. Results of technological experiments | |
KR101158103B1 (en) | Chamfering device and chamfering method for metallic material | |
Nag et al. | MAXIMIZATION OF WEAR RATES THROUGH EFFECTIVE CONFIGURATION OF STANDOFF DISTANCE AND HYDRAULIC PARAMETERS IN ULTRASONIC PULSATING WATERJET | |
RU2375465C1 (en) | Method of surface hardening | |
JP4460981B2 (en) | Dimple processing method and dimple processing apparatus | |
CN203048985U (en) | H-shaped grooved pulley quenching inductor | |
JP7162662B2 (en) | Cutting parts processing method and related equipment | |
CN105414000B (en) | Centrifugal frequency conversion excitation device | |
Marinin et al. | The capability of pulsed laser radiation for cutting band saws hardening | |
RU2688007C1 (en) | Method of hydrojet treatment with jet oscillation | |
RU2584618C2 (en) | Method of processing metal parts in conditions of acoustic resonance effect and device for realising said method | |
RU2557175C2 (en) | Method of aerodynamic hardening of items | |
RU2252859C1 (en) | Ultrasonic tool for releasing residual stresses and strengthening surfaces of metals | |
CN108396112A (en) | A kind of high intensity steel wire cutting device short route manufacturing method | |
RU31580U1 (en) | Parts Processing Plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111215 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150112 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161227 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180112 |