SU1235932A1 - Method of hardening parts with shape like body of revolution - Google Patents
Method of hardening parts with shape like body of revolution Download PDFInfo
- Publication number
- SU1235932A1 SU1235932A1 SU843790238A SU3790238A SU1235932A1 SU 1235932 A1 SU1235932 A1 SU 1235932A1 SU 843790238 A SU843790238 A SU 843790238A SU 3790238 A SU3790238 A SU 3790238A SU 1235932 A1 SU1235932 A1 SU 1235932A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- impactors
- rows
- row
- transducer
- rotation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Printing Methods (AREA)
Description
12359321235932
Изобретение относитс к упрочнению поверхности при помощи виброобработки и может быть использовано дл повышени циклической долговечности новых .деталей, а также деталей восстановленных методом электродуговой наплавки: валов, пальцев, штьфей и других деталей типа тел вращени .The invention relates to the hardening of the surface using vibration treatment and can be used to increase the cyclic durability of new parts as well as parts recovered by the method of electric arc welding: shafts, fingers, pin and other parts such as rotation bodies.
Цель изобретени - повышение циклической долговечности и качества.The purpose of the invention is to increase the cyclic durability and quality.
На фиг. 1 изображена схема упрочнени вала с использованием ультразвукового ударного инструмента, содержащего п ть р дов ударников; на фиг, 2 - один из вариантов расположени ударников, причем обеспечиваетс перекрытие отпечатков р дов при перемещении инструмента в направлении, параллельном оси вращени детали (oi - диаметра ударника)-, направление перемещени показано стрелкой; на фиг. 3 - схема с указанием величин, использованных при выводе соотношени , позвол ющего определить минимальное рассто ние между центральным и периферийными р дами ударников, исход из диаметра упрочн емой детали и глубины отпечатков, где D - диаметр детали (D 2R), - глубина отпечатков, оставл емых ударниками основного р да, х - минимальное рассто ние между основным и периферийными р дами, обеспечивающее отсутствие пр мого одновременного контакта ударников периферийного р да с выходным торцом ультразвукового преобразовател и упрочн емой поверхностью .FIG. 1 shows a shaft reinforcement scheme using an ultrasonic percussion instrument containing five rows of impactors; Fig. 2 shows one of the variants of the location of the impactors, and overlaps the rows of prints when the tool is moved in a direction parallel to the axis of rotation of the part (oi - diameter of the impactor) -, the direction of movement is shown by an arrow; in fig. 3 is a diagram with an indication of the values used in deriving the ratio, which allows to determine the minimum distance between the central and peripheral rows of impactors, starting from the diameter of the reinforced part and the depth of the prints, where D is the part diameter (D 2R), the depth of the prints, left by the impactors of the main row, x is the minimum distance between the main and peripheral rows, ensuring the absence of direct simultaneous contact of the peripheral row impactors with the output end of the ultrasonic transducer and strengthened by the surface.
Ультразвуковой ударный инструмент содержащий п ть р дов ударников, включает упрочн емую деталь 1, вькод ной торец 2 ультразвукового преобразовател , основной р д 3 ударников и периферийные р ды 4 ударников (ударники показаны схематично).An ultrasonic percussion instrument containing five rows of percussion bars includes a reinforced part 1, a V-code end 2 of an ultrasonic transducer, a main row of 3 percussion bars, and a peripheral row of 4 percussion bars (percussion bars are shown schematically).
Сущность изобретени состоит в том, что часть ударников располагают в р д, который ориентируют в плоскости , проход щей через ось вращени детали. Остальные ударники, которые также могут быть расположены р дами, смещают на различные рассто ни относительно этого основного р да в направлении касательной к обрабатываемой поверхности, проведенной перпендикул рно оси вращени детали. Рассто ни от центрального р да выбираютс такими, чтобы отпечатки соседних ударников или р дов при пеThe essence of the invention is that part of the impactors are positioned in a row, which is oriented in a plane passing through the axis of rotation of the part. The remaining impactors, which can also be arranged in rows, are displaced at different distances relative to this main row in the direction of the tangent to the work surface, which is perpendicular to the axis of rotation of the part. The distances from the central row are chosen such that the prints of adjacent drummers or rows at first
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
ремещении преобразовател в направлении , параллельном оси вращени детали , перекрывались. Минимальное рассто ние между основным р дом и крайним (периферийным) ударником или р дом ударников, диаметр упрочн емой детали и глубину отпечатков, определ емую требуемой амплитудой ультразвуковых перемещений на выходе преобразовател , св зывают соотношениемmoving the transducer in a direction parallel to the axis of rotation of the part overlapped. The minimum distance between the main row and the extreme (peripheral) drummer or a row of drummers, the diameter of the reinforced part and the depth of the prints, determined by the required amplitude of ultrasonic displacements at the output of the converter, are related by
Xi; -sJD E - 6 2,Xi; -sJD E - 6 2,
где X минимальное рассто ние между основным р дом ударников и крайним ударником или р дом ударников;where X is the minimum distance between the main row of drummers and the extreme drummer or a row of drummers;
D - диаметр упрочн емой детали; - глубина отпечатка ударникаD is the diameter of the hardened part; - depth of impact drummer
основного р да.main r yes.
При указанном расположении основной р д ударников во врем обработки находитс в пр мом одновременном контакте с выходным торцом ультразвукового преобразовател с одной стороны и обрабатываемой поверхностью с другой стороны. Производима им обработка упрочн ет материал издели на максимально возможную глубину. Така обработка сопровождаетс образованием отпечатков, глубина которых велика и определ етс амплитудой ультразвуковых колебаний преобразовател и прочностью обрабатываемого материала. Упрочненный таким образом участок поверхности, перемеща сь по окружности в процессе вращени детали , подвергаетс последовательно обработке каж,цым следующим р дом ударников н достигает периферийного р да . Перемещение по окружности сопровождаетс увеличением рассто ни от рассматриваемог о участка до плоскости выходного торца преобразовател .With this arrangement, the main row of impactors during processing is in direct simultaneous contact with the output end of the ultrasonic transducer on the one hand and the treated surface on the other hand. The treatment they produce hardens the material of the product to the maximum possible depth. Such processing is accompanied by the formation of prints, the depth of which is great and is determined by the amplitude of the ultrasonic vibrations of the transducer and the strength of the material being processed. The surface area thus hardened, moving around the circumference during the rotation of the part, is subjected to successive processing with each next row of strikers and reaches the peripheral row. Moving around the circle is accompanied by an increase in the distance from the area under consideration to the plane of the output end of the converter.
Если рассто ние между осевым и периферийными р дами удовлетвор ет приведенному условию, ударники периферийного р да не могут находитьс в пр мом одновременном контакте с ультразвуковым преобразователем- и упрочн емой поверхностью. В этом случае импульс силы, передаваемый выход- HbDvi торцом преобразовател ударнику, трансформируетс последним в перемещение по инерции в направлении к по- верхности издели . Соударение с поверхностью при отсутствии пр мого контакта преобразователь - ударник - изделие сопровождаетс ее микропластической обработкой. Интенсивность пластического деформировани (ПД)If the distance between the axial and peripheral rows satisfies the above condition, the strikers of the peripheral row cannot be in direct simultaneous contact with the ultrasound transducer and the reinforced surface. In this case, the impulse of force transmitted by the output of the HbDvi end face of the transducer to the impactor is transformed last into inertial displacement towards the surface of the product. Collision with the surface in the absence of direct contact of the transducer - striker - the product is accompanied by its microplastic processing. Intensity of plastic deformation (PD)
в этом случае ниже, чем при пр мой контактной обработке. Снижение интенсивности ПД определ етс , в основном , длиной пути, проделанного ударником под действием инерции. Расположение р дов ударников может быть симметричным по отношению к основному р ду. Это позвол ет реализовать обработку вне зависимости от направлени вращени детали.in this case, lower than with direct contact processing. The decrease in the PD intensity is mainly determined by the length of the path made by the drummer under the action of inertia. The arrangement of the rows of strikers may be symmetrical with respect to the main row. This allows processing to be performed regardless of the direction of rotation of the part.
Описанна ультразвукова бомбардировка издели и обеспечиваема ею микропластическа обработка его поверхности гарантируют получение сжимающих остаточных напр жений поверхностного сло и в 5-10 раз уменьшают неровности на обработанной поверхности .The described ultrasonic bombardment of the product and the microplastic processing of its surface provided by it ensure the formation of compressive residual stresses of the surface layer and reduce the irregularities on the treated surface 5-10 times.
Таким образом, применение предлагаемого способа позвол ет вести ультразвуковую ударную обработку при высоких амплитудах ультразвуковых перемещений на выходе преобразовател , достига большой глубины упрочнени , и сжимающих остаточных напр жений в поверхностном слое издели при шероховатости обработанной поверхности не более R,j (20-40). В конечном итоге применение предлагаемого изобретени обеспечивает повьшхение циклической долговечности изделий при сокращении времени и упрощении технологии их изготовлени .Thus, the application of the proposed method allows ultrasonic shock treatment at high amplitudes of ultrasonic displacements at the output of the transducer to achieve a high depth of hardening and compressive residual stresses in the surface layer of the product with a roughness of the processed surface not exceeding R, j (20-40). Ultimately, the application of the present invention provides for an improvement in the cyclic durability of products while reducing time and simplifying the technology of their manufacture.
Пример. Упрочн ют вал из стали 20 диаметром 400 мм, восстановленный наплавкой коррозионно-стойкой сталью марки 08Х20Н9С2БТЮ. Необходима глубина упрочненного сло обеспечиваетс амплитудой колебаний на выходе ультразвукового преобразовател , равной 20 мкм. Упрочнение на указанной амплитуде приводит к образованию на поверхности издел (сталь 08Х20Н9С2БТЮ) отпечатков глубиной 100 мкм.Example. The shaft of steel 20 with a diameter of 400 mm strengthened by surfacing with 08X20H9C2БТЮ corrosion resistant steel is strengthened. The required depth of the hardened layer is provided by the amplitude of oscillations at the output of the ultrasonic transducer, equal to 20 µm. Hardening at the indicated amplitude leads to the formation of prints 100 μm in depth on the surface of the product (steel 08Х20Н9С2БТЮ).
Вариант I. В соответствии с рекомендованным соотношением наход т минимальное рассто ние между основным и крайним (периферийным) р дами ударников X D - 6,32 х X 10-3 (i).Option I. In accordance with the recommended ratio, the minimum distance between the main and extreme (peripheral) rows of impactors X D is 6.32 x X 10-3 (i).
Дл инструмента с симметричным расположением относительно основного расположени р дов минимальное рассто ние между двум периферийными р дами (2х) составл ет около 12,6 ммFor a tool with a symmetrical arrangement with respect to the main arrangement of rows, the minimum distance between two peripheral rows (2x) is about 12.6 mm.
„ „
3535
С точки зрени конструктивного исполнени этому случаю соответствует набор, содержащий семь р дов ударников диаметром 2,0-2,5 мм. 5 Упрочнение наплавленного вала при указанной высокой амплитуде перемещений на выходе ультразвукового преобразовател (20 мкм) набором ударников, размещенных по предлагаtO емому способу, при рассто нии между периферийными р дами не менее 12,6 мкм позвол ет повысить циклическую прочность до уровн , соответствующего 100-120% циклической прочности осf5 новного металла. Чистота упрочненной поверхности не хуже R.., 20.In terms of design, this case corresponds to a set containing seven rows of impactors with a diameter of 2.0-2.5 mm. 5 Hardening the deposited shaft at a specified high amplitude of movements at the output of the ultrasonic transducer (20 µm) with a set of impactors placed according to the proposed method, with a distance of at least 12.6 µm between the peripheral rows, increases the cyclic strength to a level corresponding to 100- 120% of the cyclic strength of the base metal. The purity of the hardened surface is not worse than R .., 20.
Вариант II. Обработку производ т на том же режиме, набор содержит три р да ударников, рассто ние междуOption II. The processing is performed in the same mode, the set contains three rows of percussion bars, the distance between
20 крайними р дами 5,5 мм (отличаетс - от рекомендованного более, чем в два раза). Циклическа прочность повышаетс до уровн , соответствующего 80% циклической прочности основного ме25 талла. Чистота поверхности R (80-100)20 extreme rows 5.5 mm (differs from the recommended more than twice). The cyclic strength is increased to a level corresponding to the 80% cyclic strength of the base metal. Surface finish R (80-100)
Вариант III. Снижаем амплитуду перемещени на выходе ультразвукового преобразовател до уровн 8 мкм, обеспечивающего при использованииOption III. We reduce the amplitude of the displacement at the output of the ultrasonic transducer to a level of 8 µm, which ensures
JQ набора с одним (основньм) р дом ударников получение поверхности с чистотой R 20. Производим обработку набором , содержащим один р д ударников. Циклическа прочность повышаетс до уровн , соответствующего 60% циклической прочности основного металла. Технико-экономическа эффективность предлагаемого изобретени определ етс повьш1ением циклическойJQ sets with one (main) row of impactors, obtaining a surface with a purity of R 20. We perform processing with a set containing one row of impactors. The cyclic strength is increased to a level corresponding to the 60% cyclic strength of the base metal. The technical and economic efficiency of the proposed invention is determined by increasing the cyclic
.. долговечности деталей, подвергающихс упрочнению после наплавки и продлением срока их безремонтной эксплуатации , упрощением технологии изготовлени деталей, подвергающихс упрочнению с целью повышени их циклической долговечности и сокращением продолжительности изготовлени деталей , подвергающихс упрочнению... durability of parts subjected to hardening after surfacing and extending their maintenance-free operation, simplifying the technology of manufacturing parts that are hardening in order to increase their cyclic durability and reducing the duration of the production of parts subjected to hardening.
4545
Использова1П1е изобретени на ремонтных предпри ти х поможет penniTb проблему обеспечени реслэса при восстановлении наплавкой деталей, эксплуатируемых в услови х знакоперемен- ных циклических нагрузок и коррозионных сред.The use of the invention in repair facilities will help penniTb the problem of providing a reslesa when restoring the parts used in alternating cyclic loads and corrosive environments to the restoration of welding.
Осно8- нойр дBase 8
Фиг. 2FIG. 2
Физ.ЗFiz.Z
Редактор И.ДербакEditor I. Derbak
Составитель А.Кулемин Техред Л.ОлейникCompiled by A. Kulemin Tehred L. Oleinik
Заказ 3062/24Тираж 552ПодписноеOrder 3062/24 Circulation 552Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4
Корректор В.Бут гаProofreader V. But ha
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843790238A SU1235932A1 (en) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | Method of hardening parts with shape like body of revolution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843790238A SU1235932A1 (en) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | Method of hardening parts with shape like body of revolution |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1235932A1 true SU1235932A1 (en) | 1986-06-07 |
Family
ID=21138372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843790238A SU1235932A1 (en) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | Method of hardening parts with shape like body of revolution |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1235932A1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2731935A1 (en) * | 1995-03-23 | 1996-09-27 | Belmokadem Marie | DEVICE FOR DEVELOPING RESIDUAL COMPRESSION CONSTRAINTS ON THE SURFACE OF A SOLID MATERIAL |
US6343495B1 (en) * | 1999-03-23 | 2002-02-05 | Sonats-Societe Des Nouvelles Applications Des Techniques De Surfaces | Apparatus for surface treatment by impact |
US6467321B2 (en) * | 2000-05-30 | 2002-10-22 | Integrity Testing Laboratory, Inc. | Device for ultrasonic peening of metals |
WO2005042206A1 (en) * | 2003-11-04 | 2005-05-12 | Georgij Ivanovich Prokopenko | Ultrasonic tool for strain hardening and relaxation processing of metals and weld seams |
US7276824B2 (en) | 2005-08-19 | 2007-10-02 | U.I.T., L.L.C. | Oscillating system and tool for ultrasonic impact treatment |
US7301123B2 (en) | 2004-04-29 | 2007-11-27 | U.I.T., L.L.C. | Method for modifying or producing materials and joints with specific properties by generating and applying adaptive impulses a normalizing energy thereof and pauses therebetween |
US7344609B2 (en) | 1998-09-03 | 2008-03-18 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures |
US7431779B2 (en) | 1998-09-03 | 2008-10-07 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces |
-
1984
- 1984-07-27 SU SU843790238A patent/SU1235932A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Исследовани по упрочнению деталей машин. - М..: Машиностроение, 1977, кн. Ш, с. 151-157. Технологи судостроени , 1975, № 1, с. 70-74. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2731935A1 (en) * | 1995-03-23 | 1996-09-27 | Belmokadem Marie | DEVICE FOR DEVELOPING RESIDUAL COMPRESSION CONSTRAINTS ON THE SURFACE OF A SOLID MATERIAL |
US7344609B2 (en) | 1998-09-03 | 2008-03-18 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures |
US7431779B2 (en) | 1998-09-03 | 2008-10-07 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces |
US6343495B1 (en) * | 1999-03-23 | 2002-02-05 | Sonats-Societe Des Nouvelles Applications Des Techniques De Surfaces | Apparatus for surface treatment by impact |
US6467321B2 (en) * | 2000-05-30 | 2002-10-22 | Integrity Testing Laboratory, Inc. | Device for ultrasonic peening of metals |
WO2005042206A1 (en) * | 2003-11-04 | 2005-05-12 | Georgij Ivanovich Prokopenko | Ultrasonic tool for strain hardening and relaxation processing of metals and weld seams |
US7301123B2 (en) | 2004-04-29 | 2007-11-27 | U.I.T., L.L.C. | Method for modifying or producing materials and joints with specific properties by generating and applying adaptive impulses a normalizing energy thereof and pauses therebetween |
US7276824B2 (en) | 2005-08-19 | 2007-10-02 | U.I.T., L.L.C. | Oscillating system and tool for ultrasonic impact treatment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7431779B2 (en) | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces | |
US6843957B2 (en) | Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures | |
SU1235932A1 (en) | Method of hardening parts with shape like body of revolution | |
RU2387531C2 (en) | Procedure for ultra-sonic impact machine treatment of body surfaces to correct defects and to strengthen working surfaces | |
US20040244882A1 (en) | Method for processing welded metal work joints by high-frequency hummering | |
JPH0310022A (en) | Improving method for durability of crankshaft used in piston engine | |
Kudryavtsev et al. | Increasing fatigue strength of welded joints by ultrasonic impact treatment | |
JPH08174422A (en) | Method for reforming surface of in-pile structure of nuclear reactor | |
SU1263510A1 (en) | Method of burnishing metal surfaces | |
RU2098259C1 (en) | Method of static-pulse working by surface plastic deformation | |
SU653100A2 (en) | Device for enhancing surface strength of articles | |
RU2185449C2 (en) | Steel corrosion preventive method | |
Kudryavtsev et al. | fatigue improvement of HSS welded elements by ultrasonic peening | |
SU1523317A1 (en) | Method of hardening parts | |
Kudryavtsev et al. | Effect of ultrasonic peening on microhardness and residual stress in materials and welded elements | |
Kudryavtsev | Fatigue improvement of welded elements by ultrasonic impact treatment | |
RU2137587C1 (en) | Device for surface strengthening of parts ("spring") | |
RU2139785C1 (en) | Device for surface hardening of "spider" parts | |
SU1186450A1 (en) | Methood of reconditioning crankshafts with surface defects | |
SU1326349A2 (en) | Arrangement for cleaning a surfeace | |
US12103092B2 (en) | Device for controlling deformation of a large-scale crankshaft | |
CN111331311B (en) | Repairing method for crusher hammerhead | |
RU2371296C1 (en) | Device for static-pulse needle milling with end needle cutter | |
SU998104A1 (en) | Device for hardening articles | |
RU2319594C1 (en) | Apparatus for static-pulse working of shaped surfaces |