УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСИЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ
DEVICE FOR THERMAL-FORCE TREATMENT OF AXISYMMETRIC PARTS

Изобретение относится к технологии машиностроения, а более конкретно к устройствам для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал».
Известно устройство для термосиловой обработки валов малой жесткости, включающее стапель, который выполнен в виде трубы из металла с коэффициентом линейного расширения большим, чем у изделия [1].
Недостатком данного устройства является ограниченные технологические возможности, т.к. вал испытывает только деформации растяжения, при этом при обработке возможна неравномерная по длине вала остаточная деформация, что ведет к нестабильности геометрии детали в эксплуатационной период и потере ее точности.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению, выбранным в качестве прототипа, является устройство для термосиловой обработки, содержащее многослойный сборно-секционный стапель, выполненный в виде трубы из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у изделия, внутреннее пространство которого заполнено наполнителем из песка с чугунной стружкой, радиаторы с радиальными пазами, установленные на наружной поверхности изделия по всей его длине, крышки подпятника и сферические пяты для жесткой фиксации изделия с обеих сторон относительно торцов стапеля [2].
Недостатком данного устройства является сложность конструкции из-за наличия в конструкции сборного многослойного стапеля и большого количества радиаторов, а также вредные условия труда, т.к. при охлаждении устройства в масле наполнитель стапеля пропитывается маслом, а скорость его охлаждения очень мала, поэтому происходит выгорание масла и, как следствие, задымление производственных площадей.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является совершенствование конструкции устройства для термосиловой обработки, обеспечивающее повышение качества термосиловой обработки.
Эта задача решается тем, что в устройстве для термосиловой обработки осесимметричных деталей, содержащем стапель в виде двух труб с наполнителем, выполненный из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у детали, резьбовой механизм фиксации деталей с обоих концов в виде двух шайб-сфер и двух гаек для силового замыкания, трубы стапеля вкручиваются друг в друга, каждая из них выполнена с параболическим профилем, механизмы фиксации деталей размещают по периметру стапеля, а наполнитель находится в центральной части стапеля в полости, закрытой с двух сторон резьбовыми заглушками.
Выполнение стапеля в виде труб, которые вкручиваются друг в друга, расширяет технологические возможности установки для ТСО путем ее настройки для обработки заготовок разной длины за счет резьбового механизма их фиксации.
Выполнение труб с параболическим профилем позволяет увеличить осевое усилие, прикладываемое к обрабатываемым деталям, за счет повышения жесткости стапеля путем использования профиля равной жесткости.
Размещение механизмов фиксации деталей по периметру стапеля повышает производительность обработки за счет одновременной обработки нескольких заготовок.
Размещение наполнителя в центральной части стапеля повышает его жесткость за счет заполнения его полости, увеличивает время охлаждения, что позволяет приложить растягивающую нагрузку на этапе охлаждения деталей.
Размещение наполнителя в полости закрытой с двух сторон резьбовыми заглушками улучшает условия труда путем уменьшения загазованности помещения, так как исключается контакт охлаждающих жидкостей и наполнителя.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид устройства для ТСО, на фиг.2 - вид А фиг.1.
Заготовки 1, на резьбовые концы 2 которых надеваются сферические шайбы 3 и накручиваются гайки 4, устанавливаются по пазам 5 стапеля 6. Стапель 6 содержит две трубы, верхнюю 7 и нижнюю 8, которые имеют параболический профиль. Трубы 7 и 8 соединяются по резьбе 9. Внутри стапеля 6 находится полость 10, в которую засыпан наполнитель 11 (песок, чугунная дробь). Полость 10 закрыта с двух сторон резьбовыми заглушками 12. Коэффициент линейного расширения стапеля 6 больше, чем у деталей 1.
Устройство для ТСО работает следующим образом. После фиксации заготовок 1 по сферическим шайбам 3 в пазах 5 стапеля 6 происходит нагрев установки до рабочих температур. За счет большего коэффициента линейного расширения стапеля 6, и соответственно большего удлинения происходит растяжение деталей 1. При охлаждении, за счет большей теплоемкости, охлаждение стапеля 6 происходит медленнее деталей 1, что позволяет сохранить их напряженное состояние в течение всего цикла обработки. При необходимости можно установить несколько деталей для одновременной обработки или отрегулировать длину стапеля 6 под детали 1 другой длины путем относительного поворота верхней 7 и нижней 8 труб.
Использование данного устройства позволяет повысить качество, расширить технологические возможности и упростить конструкцию устройства термосиловой обработки.
Источники
1. Авторское свидетельство СССР №1407969, кл. C21D 1/62, 1/63, 1988.
2. SU 1708884 A1, 30.01.1992.