Способ изготовления торсионных валов — SU 1171541 (original) (raw)
)4 С 21 Р 8 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ОРСИОМУ СЗИДЕТЕЛЬСТ К(54).(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОРСИОННЫХ ВАЛОВ, включамщий нагрев заготовки, ее пластическую деформацию,термическую обработку, механическуюобработку и териомеханическую обработку с деформацией кручением,непрерывно-последовательную закалкус высокочастотным нагревом и низкотемпературный отпуск, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса и экономии металла, пластическую деформацию нагретой заготовки осуществляютпутем одновременного обжатия, кручения и растяжения.М 11Изобретение относится к способамизготовления торсионных валов и может быть использовано для изготовления и упрочнения деталей машин цилиндрической формы с симметричнойосью вращения, работающих в условияхвысоких крутильных пульсирующих нагрузок.Цель изобретения - снижение трудоемкости процесса и экономия металла.П р и м е р, Нагретую до 1100 Сзаготовку подают в зажимную головкупрецизионной радиально-ковочной машины, которая захватывает, пневматическими клещами изделие, вращает егосо скоростью 40 об/мин и одновременно подводит к ковочным молотам восевом направлении с подачей 15 -80 мм/с. Три ковочных молота закреплены на шатунах и приводятся в движение синхронно эксцентричными валами, вращающимися со скоростью до550 об/мин. При ударе молотов изделие затормаживается в своем движении,а зажимная головка продолжает движение, в результате происходят процесс вытяжки и закручивание на определенный угол. Учитывая возможностьбесступенчатого регулирования скоростей всех движений и произвольногоих задавания, угол закручивания можно регулировать до оптимального.В процессе ковки структура металла поверхностного слоя приобретаетволокнистое строение, происходит уплотнение дислокаций. Металл заготовкиобжимается в горячем состоянии наменьшее сечение, удлиняется, закручивается на определенный угол и упрочняется наклепом. Такая деформацияобеспечивается быстро повторяющимисяударами молотов. Это означает, чтонебольшие усилия осуществляют большую суммарную деформацию, большуюстепень наклепа и благоприятное расположение волокон в поверхностномслое металла,Для повышения надежности изделийнаправление волокон в поковках должно совпадать с направлением наибольших напряжений, возникающих в дета-лях при эксплуатации. В процессеэксплуатации торсионные валы работа 71541 10 30 Э 5 40 Данные таблицы свидетельствуют, что трудоемкость предлагаемого способа ниже трудоемкости известного, а экономия металла составляет 407 по сравнению с известными способами. 50 Долговечность торсионных валов,упрочненных предлагаемым способом,не уступает долговечности валов, об.рабатываемых известными способами,ют на кручение и испытывают наиболь шие касательные напряжения в поверхностном слое металла под углом 45о к оси.Большая степень наклепа способствует образованию сжимающих напряжений в поверхностном слое металла и увеличивает сопротивление развитию трещины.После ковки изделие подвергают термической обработке и механическим операциям чистовой проточки и шлицеобразования, В дальнейшем проводят термомеханическую обработку с деформацией кручением, средне- или низко- температурный отпуск с последующим высокочастотным нагревом поверхности вала, непрерывно-последовательную закалку и низкотемпературный отпуск.Учитывая особенность формы и условия работы поверхностного слоя торсионных валов, у которых диаметр рабочей части стержня значительно меньше диаметра головок, их производство по известному способу требует применения горячей штамповки заготовок с последующей механической обработкой точением и шлифовкой стержня и галтелей,Эти операции являются трудоемкими и значительная часть металла при обработке уходит в стружку. Применение прецизионной ковки благодаря ее высокой точности и качеству поверхностного слоя позволяет отказаться от операций проточки и шлифовки стержня. Остается обработка центровых отверстий и чистовая проточка головок при шлицеобработку.Для сравнительного анализа предлагаемого и известного способов их признаки и трудоемкость операций приведены в таблице.1171541 Известный способ 3 Трудоемкость, ч Предлагаемый способ Трудоемкость,ч 0,010 Нагрев 0,005 Нагрев Термообработка 0,096 0,206 проточка чистая проточкаголовок Шлицеобработка ВТМО Закалка: отпуск 200 С Закалка; отпуск 200 С 0,040 0,040 0,25 Закалка ТВЧ:оотпуск 200 С Закалка ТВЧ:отпуск 200 Со 0,020 0,020 Вес заготовки, кг4,2 Вес заготовки, кг3 Составитель В.КитайскийТехредМ. Гергель Корректор С,Шекмар Редактор Л.Гратилло Заказ 4821/28 Тираж 553ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 1Прецизионнаяковка Мехобработка: .обработка центровых отверстий ШлицеобработкаВТМО (повторная) 0,040 0,040 0,003740,150 ШтамповкаТермообработка Мехобработка;обработка центровых отверстий сШлифовка стержняи галтелей 0,015 0,040 0,03740,150