RU2376391C1 - Устройство для обработки деталей - Google Patents
Устройство для обработки деталей 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
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлообработке, приборостроении, станкостроении и инструментальной промышленности. Устройство для обработки деталей содержит 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, и пластину, установленную в резонансной камере на уровне щелевого сопла для создания акустических колебаний и выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно щелевого сопла для регулирования 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 регулирования частоты ее колебаний. Изобретение позволяет повысить износостойкость обрабатываемых деталей и инструментов за счет увеличения мощности колебательных движений в резонансной камере и производительность процесса обработки деталей. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
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.
Низкое качество режущего, штампового инструмента, деталей является существенной проблемой, связанной с металлообработкой.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
При этом акустическое воздействие регулируют в широком диапазоне частот и мощности звука.
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).
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.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение износостойкости обрабатываемых деталей и инструментов и производительности процесса обработки.
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.
Кроме того, кромка пластины, расположенная со стороны щелевого сопла, выполнена с заострением.
Кромка пластины, расположенная со стороны щелевого сопла, выполнена со скосом.
Кроме того, пластина снабжена стопором. Кроме того, стопор выполнен в виде закрутки.
Кроме того, пластина выполнена с возможностью регулирования частоты ее акустических колебаний в диапазоне 100-200 Гц.
Кроме того, мощность акустических колебаний составляет 140-160 дБ.
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.
Устройство для обработки деталей содержит рабочую резонансную камеру 1, установленную на одной из ее стенок в верхней части дополнительную камеру 2.
Полость дополнительной камеры 2 подключена к источнику сжатого воздуха (на чертежах не показан) и соединена с полостью резонансной камеры 1 посредством щелевого сопла 3.
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.
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.
Пластина 4 выполнена с возможностью регулировки ее акустических колебаний в диапазоне 100-200 Гц при величине их мощности 140-160 дБ.
Устройство работает следующим образом.
Концевые фрезы диаметром 8 мм и весом 50 г, каждая из стали Р18, нагревают в печи до температуры 350°С за 10 минут.
Извлекают фрезы из печи и помещают в резонансную камеру 1 как можно быстрее, стараясь сохранить температуру инструмента около 350°С.
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.
Пластину 4 выставляем на необходимом уровне относительно щелевого сопла 3 и фиксируем стопором 8.
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 частоты
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.
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.
Продолжительность обработки деталей составила 7-8 минут.
В результате обработки износостойкость обработанных деталей увеличилась в 2 раза.
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.
Claims (7)
1. Устройство для обработки деталей, содержащее 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, и пластину, установленную в резонансной камере на уровне щелевого сопла для создания акустических колебаний, причем пластина выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно щелевого сопла и регулирования частоты ее колебаний, отличающееся тем, что пластина с нижней стороны по всей ее длине имеет параллельные направляющие пазы и установлена в резонансной камере таким образом, что кромки параллельных стенок резонансной камеры расположены в ее направляющих пазах.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кромка пластины, расположенная со стороны щелевого сопла, выполнена с заострением.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что кромка пластины, расположенная со стороны щелевого сопла, выполнена со скосом.
4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что пластина снабжена стопором.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что стопор выполнен в виде закрутки.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластина выполнена с возможностью регулирования частоты ее акустических колебаний в диапазоне 100-200 гц.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что мощность акустических колебаний составляет 140-160 дБ.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100056/02A RU2376391C1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Устройство для обработки деталей |
PCT/RU2009/000709 WO2010080051A1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-12-22 | Устройство для обработки деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100056/02A RU2376391C1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Устройство для обработки деталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2376391C1 true RU2376391C1 (ru) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009100056/02A RU2376391C1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Устройство для обработки деталей |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376391C1 (ru) |
WO (1) | WO2010080051A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584618C2 (ru) * | 2013-12-24 | 2016-05-20 | Олег Владимирович Ольшанский | Способ обработки металлических деталей в условиях акустического резонансного воздействия и устройство для осуществления способа |
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 (ru) * | 1989-04-05 | 1995-06-19 | Государственное научно-производственное предприятие "Квант" | Способ виброобработки конструкции для изменения напряженно-деформированного и структурного состояния ее материала |
RU2244755C2 (ru) * | 2002-12-26 | 2005-01-20 | Тольяттинский государственный университет | Устройство для вибростабилизации |
RU31580U1 (ru) * | 2003-06-11 | 2003-08-20 | Кукушкин Николай Николаевич | Установка для обработки деталей |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100056/02A patent/RU2376391C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-12-22 WO PCT/RU2009/000709 patent/WO2010080051A1/ru active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584618C2 (ru) * | 2013-12-24 | 2016-05-20 | Олег Владимирович Ольшанский | Способ обработки металлических деталей в условиях акустического резонансного воздействия и устройство для осуществления способа |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010080051A1 (ru) | 2010-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Effect of ultrasonic nanocrystal surface modification on surface and fatigue properties of quenching and tempering S45C steel | |
Kuo et al. | Rotary ultrasonic-assisted milling of brittle materials | |
CN105483360B (zh) | 超声波应力消除方法及*** | |
RU2376391C1 (ru) | Устройство для обработки деталей | |
CN102672276B (zh) | 一种提高锯条使用寿命的短流程塑性加工方法 | |
CN105714027A (zh) | 一种45钢调质的热处理工艺 | |
RU2374331C1 (ru) | Устройство для обработки деталей | |
CN212426135U (zh) | 一种超声波时效和振动时效协同消除应力的*** | |
CN108531689A (zh) | 一种针对汽车碰撞吸能盒的残余应力消除方法 | |
RU2529327C2 (ru) | Способ комбинированного упрочнения поверхности деталей | |
CN105643375B (zh) | 一种高声能密度单槽真空混频浸没式超声波表面处理装置 | |
Gruzdev et al. | Electrical discharge drilling of small diameter holes upon ultrasonic field application. Part 1. Results of technological experiments | |
Nag et al. | MAXIMIZATION OF WEAR RATES THROUGH EFFECTIVE CONFIGURATION OF STANDOFF DISTANCE AND HYDRAULIC PARAMETERS IN ULTRASONIC PULSATING WATERJET | |
KR101158103B1 (ko) | 금속 재료의 면취 장치 및 면취 방법 | |
RU2375465C1 (ru) | Способ поверхностного упрочнения | |
JP4460981B2 (ja) | ディンプル加工方法およびディンプル加工装置 | |
CN203048985U (zh) | 一种工字型槽轮淬火感应器 | |
JP7162662B2 (ja) | 切断部品の処理方法および関連する機器 | |
CN105414000B (zh) | 离心式变频激振装置 | |
Marinin et al. | The capability of pulsed laser radiation for cutting band saws hardening | |
RU2688007C1 (ru) | Способ гидроабразивной обработки с осцилляцией струи | |
RU2584618C2 (ru) | Способ обработки металлических деталей в условиях акустического резонансного воздействия и устройство для осуществления способа | |
RU2557175C2 (ru) | Способ аэродинамического упрочнения изделий | |
RU2252859C1 (ru) | Ультразвуковой инструмент для снятия остаточных напряжений и упрочнения поверхностей металлов | |
CN108396112A (zh) | 一种高强度钢线刀短流程制造方法 |
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 |