Машиностроители ИрГТУ разработали технологию правки изделий сжатием с применением ультразвука и получили патент

17 ноября 2014 года//Наука

Сотрудники института авиамашиностроения и транспорта ИрГТУ, аспирант кафедры  машиностроительных технологий и материалов  Александр Митрофанов под руководством доцента кафедры Андрея Бубнова получили патент на «Приспособление для правки изделий сжатием с ультразвуком». По словам разработчиков, ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций по новой технологии правки составит более 25% экономии средств при производстве маложестких деталей

Машиностроители разработали технологию правки маложестких цилиндрических деталей, основанную на стесненном сжатии. Новаторством идеи стало применение для правки изделий ультразвука. Для реализации предложенного способа правки инженеры разработали конструкции правильной машины и автоматизированного устройства, позволяющие контролировать и сортировать маложесткие детали типа валов и осей. Устройства позволяют править готовые детали без повреждения их поверхности и существенно снижать исходные остаточные напряжения. Положительный эффект при правке деталей достигается в сочетании с ультразвуковой обработкой.

«Правка маложестких деталей – это сложный и трудоемкий процесс, требующий до 20% затрат труда при производстве изделия, - поясняет один из авторов разработки Александр Митрофанов. - В процессе изготовления деталей, а также при сборке и монтаже возникают остаточные напряжения, которые, чаще всего, отрицательно сказываются на работоспособности механизмов. Использование ультразвуковой обработки благоприятно влияет на состояние деталей. Материал становится более пластичным, снижается предел его текучести».

А. Митрофанов отметил, что  цилиндрические детали типа валов, осей, штанг широко используют в сельскохозяйственной, горнорудной, текстильной и бытовой технике. Деформация деталей может происходить на всех этапах технологического процесса: после механической и химико-термической обработки, поверхностного пластического деформирования, финишных операций, а иногда при хранении и сборке изделий. Традиционным способом восстановления геометрической формы искривлённых деталей является правка. Однако известные способы правки обеспечивают временный эффект или приводят к повреждению поверхности деталей.

По словам инженера, полезная модель решает одну из основных проблем теории и технологии обработки металлов давлением - снижение сопротивления деформации и повышение пластических свойств металлов и сплавов. В связи с этим в последние годы проводятся исследования по разработке принципиально новых способов обработки металлов давлением. Исследования по пластической деформации с наложением ультразвуковых колебаний высокой интенсивности представляют особый интерес.  Проведенные в нашей стране и за рубежом исследования по применению ультразвука в различных технологических процессах обработки металлов давлением показали многочисленные преимущества этого вида обработки:  снижение энергозатрат и действующих усилий, повышение производительности оборудования, повышение пластичности металла, возможность обработки высокопрочных материалов, повышение качества изделий, чистоты их поверхности и т.д.

Подбором мощности ультразвука можно достичь различной степени разупрочнения даже у высокопрочных материалов, таких как нержавеющая сталь, бериллий, вольфрам и т. д. Ультразвуковые колебания, так же как и нагрев,  снижают статическое напряжение текучести. Однако для достижения одного и того же эффекта при применении ультразвука требуется энергии значительно меньше, чем при нагреве.

«Использование нашего устройства для правки изделий сжатием позволит с высокой точностью выправлять изделия и контролировать их кривизну, полностью снимать остаточные напряжения с минимальными потерями времени и повышать производительность процесса правки, - отмечает А. Митрофанов. - Конструкция разработана так, что происходит самоцентрирование изделий в верхних деформирующих и нижних опорных элементах при работе устройства».

Наталья Розова




Вернуться