SU1679352A1 - Способ контрол остаточных напр жений в поверхностном слое материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам неразрушающего контрол . Оно позвол ет в производственных услови х с высокой точностью и производительностью проконтролировать остаточные напр жени  0ост. Дл  этого фиксируетс  врем  окончани  обработки детали и в промежутке времени до стабильного окислени  материала детали Изобретение относитс  к методам неразрушагащего контрол  поверхностей металлических изделий в услови х производства и ремонта машин при проверке остаточных напр жений, возникающих в процессе механической обработки деталей. Целью изобретение  вл етс  повышение точности и производительности контрол . М а с э- р и аа , Х М е в чол  ао и м о х р в й. еовыполн етс  р д замеров контактной разности потенциалов UH с фиксацией интервалов времени Ati между окончанием обработки и измерени ми и с тем большим А г i, чем позже после обработки измер ютс  UKi, рассчитываетс  1-й критерий Комарова Э А. КГ1 и по тарировочному графику Км х f i(cr) определ етс  OOCT. При значительных колебани х температуры, влажности и состава атмосферы при измерени х UK| с целью уменьшени  ошибок рассчитываетс  2-й критерий Комарова Э.А. КГ2 и по тариро- иочному графику 2( (f ) определ етс  0Ьст Дл  исключени  расчетов Kri и Кг2 на полулогарифмическую сетку координат нанос т по оси абсцисс значени  An. а по оси ординат - соответствующие UKI. точки их пересечени  соедин ют пр мой и в ее пересечени х с осью ординат считывают значени  КГ1, а с осью абсцисс - In Ar0 и принимают Кг2 Кг1/1п Дг i С целью автоматического управлени  режимами обработки (К, i) измер етс  бесконтактно пр мо в процессе обработки детали, при этом датчик измерител  UK и станок электрически соединены. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. На чертеже представлена схема устройства дл  осуществлени  способа. Устройство содержит контролируемую деталь 1, миниатюрный накладной датчик 2 со стабилизированным измерительным электродом 3 (ИЭ), имеющим рэ- const, и предусилителем 4 посто нного напр жени  с 10 t2 Ом, электрометрический блок 5 с индикатором. (Л С ск VI чО ы сп N3 оежД

Description

Устройство работает следующим образом .

После завершени  исследуемого воздействи  на деталь 1 (точение, шлифование) с фиксацией времени к контролируемому участку прикладывают датчик 2 с обеспеченном электрического контакта его корпуса с деталью 1. Возникша  контактна  разность потенциалов (КРП) между измерительным электродом 3 и поверхностью участка дета- ли 1 воспринимаетс  предусилителем 4 и измер етс  электромером 5. Затем датчик 2 удал етс  от детали 1 и через некоторое (зафиксированное) врем  вновь прикладываетс  к этому же участку детали.

При необходимости бесконтактных из- мероний КРП (От) датчик 2 располагаетс  на посто нном рассто нии от детали 1, а электрический контакт между ними осуществл етс  с помощью проводов (можно со станком, на котором установлена деталь). Одновременно могут контролироватьс  несколько участков детали с фиксацией времени измерений дл  каждого участка,

Способ осуществл ют следующим об- разом,

Фиксируетс  врем  завершени  механической обработки (или другого воздействи  на деталь, например, поверхностного пластического деформировани ) и в проме- жутко времени до стабильного окислени  материала детали выполн етс  несколько замеров КРП Uki с фиксацией интервалов времени AT, между обработкой и измерени ми , и с тем большими интервалами, чем позже выполн ютс  измерени , по формуле

Кп

()EJInAri)2 Intel) g In Ar, Uki) n 2(lnAr,/-(E In An

рассчитываетс  1-й критерий Э.А.Коча- рова и по тарировочному графику i(cr) определ етс  значение остаточных напр жении , где У- напр жени  в тарировочных образцах, изготовленных из материала кон- тролируемой детали,

В случае значительных изменений температуры , влажности и состава атмосферы в помещении за врем  между завершением обработки детали и измерени ми КРП по формуле

nS(e™C;-UK;HSenAЈ;USUKU

nS

()Ч еклс:)а

рассчитывают 2-й критерий Э.А.Комарова и по тарировочному графику (сг) определ ют значение остаточных напр жений ,

5 10 15

20

25

30 35

40

45

50

55

Дл  упрощени  КГ1 и Кг2 определ ют графически. На полулогарифмической сетке координат откладывают на оси абсцисс значение AriCr.e.lnATj), а по оси ординат - соответствующие UKI точки, их пересечени  соедин ют пр мой до пересечени  с ос ми координат, В пересечении с осью ординат считывают значение Kri-ико, а в пересечении с осью абсцисс- значение п Дг0 и принимают Kr2 UKo/In Ar0.

Врем  стабильного окислени  (врем , когда прекращаетс  рост толщины окисной пленки и перестает измен тьс  U«) металлов составл ет дл  алюмини  не менее 10 суг, а дл  меди не менее 1 ч. По экспериментальным данным окисление плоских шлифо- ванных образцов продолжалось дл  армко-железа не менее 1 мес, дл  стали ЗОХГСН А - менее 20 дн. При этом, чем больше интервал времени А г между обработкой и измерени ми 1)к, тем с меньшей точностью можег быть зафиксировано врем  окончани  обработки.

Применение способа позвол ет оптимизировать режимы обработки деталей с целью обеспечени  их размерной стабильности в точном машино- и приборостроении , за счет уменьшени  релаксационных деформаций свести к минимуму вредное воздействие остаточных напр жений на напр женность и долговечность работы деталей , а также при необходимости навести максимальные остаточные напр жени , например , при упрочении поверхностным пластическим деформированием или при подготовке к нанесению покрытий. При бесконтактных методах измерени  КРП (ионизационный , конденсаторный) UKO можно измер ть в процессе обработки деталей, обеспечивал обратную св зь с режимами обработки. При этом фактически (Kri)j UKi.

Claims (3)

1. Способ контрол  остаточных напр жений в поверхностном слои материалов, заключающийс  втом, что провод т измерени  физического параметра, по полученным данным суд т об остаточных напр жени х, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и производительности контрол , выбирают образцы из исследуемого материала, при различных приложенных напр жени х ( о } в исследуемом диапазоне а,удал ют оксидный слой с поверхности образцов и фиксируют моменты времени завершени  удалени  оксидного сло , на каждом образце выполн ют n замеров контактной разности потенциалов (1/кО с фиксацией интервалов времени ( AT i) между моментами завершени  удалени  оксидного сло  и измерени ми по формуле

Kri

. (2 Uk,)E ( Anfl-HlnArQglnun-U,.,) . nlpnAnf-cDinAn)2

рассчитывают первые критерию Комарова Э.А. и стро т тарировочный график зависимости Км f 1(0), затем на контролируемой детали повтор ют указанные операции , рассчитывают Км и по тарировочному графику определ ют значени  остаточных напр жений Тост .

2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  вли ни  колебаний температуры, влажности и состава окружающей среды между моментами времени завершени  удалени  оксидного сло  и измерени ми UKi и в процессе самих изме К

«

0

5

0

рений, тарировочный график стро т в виде зависимости .(о) где Кг2 - второй критерий Комарова Э.А., рассчитанный по формуле

nS(enuO;4JK;H enufr.U2Uict) hSien/tfOMsEnbfc;)4

затем на контролируемой детали повтор ют вышеуказанные операции, рассчитывают Кг2 по тарировочному графику определ ют значение оъст.

3. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью автоматического управлени  режимами удалени  оксидного сло  путем известных видов обработки поверхности материала Uicr(Kri)i, измер ют бесконтактно непосредственно в процессе обработки детали.