устройство для термообработки тонкостенных изделий

Формула изобретения

1. Устройство для термообработки тонкостенных изделий, состоящее из основания, секционных аустенитных оправок из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем коэффициент термического расширения материала изделия, стержня с упорной поверхностью, жестко связанного с основанием, отличающееся тем, что секции аустенитных оправок соединены между собой посредством конических поверхностей, при этом на торце одной секции выполнен конический выступ, а на торце другой секции выполнен соответствующий ему конический уступ, посредством которых n-е количество оправок соединено соосно друг другу и основанию, секционные оправки закреплены в садку термообработки посредством нажимного кольца, клиньев и стержня с упорной поверхностью, изготовленного из материала с коэффициентом термического расширения меньшим, чем коэффициент термического расширения материала оправки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секции аустенитных оправок выполнены с торцевым фиксатором.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что торцевые фиксаторы выполнены в виде штифтов, не менее 3, запрессованных в одну секцию, а в другой секции выполнены стопорные площадки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в садке термообработки соосно оправкам размещен экран.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии изготовления тонкостенных одногофровых сильфонов, в частности к устройствам для термообработки пустотелых цилиндрических деталей с гофром вовнутрь, обеспечивающих высокую точность внутреннего диаметра сильфона при минимальных затратах.

Известно устройство для термостабилизации сильфонов, содержащее стержень с головкой и гайкой, соединенные между собой шпильками разъемные полукольца с внутренним диаметром, равным наружному диаметру бортиков сильфонов, и взаимодействующие с ними втулки (а.с. №850701, С 21 D 9/06, 1981 г.).

Недостатки данного устройства заключаются в том, что оно предназначено только для термостабилизации сильфонов невысокой точности, кроме того, невозможно обеспечить внутренний диаметр сильфона с точностью Н8...Н7 СТ СЭВ 144-75, особенно при термообработке сильфонов из материалов, способных к термоусадке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для термической правки изделий, состоящее из секционной оправки с фиксаторами, при этом каждая секция в зоне фиксатора имеет выступ, а на фиксаторах выполнена проточка. Металл для оправки подбирается с коэффициентом термического расширения большим, а металл для фиксаторов - с коэффициентом термического расширения меньшим, чем коэффициент термического расширения металла изделия (а.с. №1018984, С 21 D 9/06, 1983 г.). Устройство принято за прототип.

Недостатками данного устройства являются: значительные материальные и трудовые затраты, связанные с изготовлением изделия заведомо большей длины для получения участков с выступами на изделии с обоих торцев, которые должны быть удалены резанием, если не являются принадлежностью изделия. Если выступы являются принадлежностью изделия, устройство имеет ограниченное применение; соединение секций с гарантированным диаметральным зазором снижает качество изделия, так как по линии разъема неизбежно появится смещение или кольцевой след при термоправке тонкостенных изделий; способ термоправки с фиксацией по торцам неприемлем при термоправке особотонкостенных высокоточных изделий типа одногофровых сильфонов.

Предлагаемым изобретением решается задача: повышение производительности и обеспечение необходимого качества при термообработке особотонкостенных изделий высокой точности, снижение себестоимости изделия.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повытении точности внутреннего диаметра изделия.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для термообработки тонкостенных изделий, состоящем из основания, секционных аустенитных оправок, из материала с коэффициентом термического расширения большим, чем коэффициент термического расширения материала изделия, стержня с упорной поверхностью, жестко связанного с основанием, новым является то, что секции аустенитных оправок соединены между собой посредством конических поверхностей, при этом на торце одной секции выполнен конический выступ, а на торце другой секции выполнен соответствующий ему конический уступ, посредством которых n-е количество оправок соединено соосно друг другу и основанию, секционные оправки закреплены в садку термообработки посредством нажимного кольца, клиньев и стержня с упорной поверхностью, изготовленного из материала с коэффициентом термического расширения меньшим, чем коэффициент термического расширения материала оправки, секции оправок выполнены с торцевым фиксатором, который может быть выполнен в виде штифтов, запрессованных в одну секцию, а в другой секции имеются стопорные площадки, в садке термообработки соосно оправкам размещен экран.

Соединение секций оправок между собой посредством конических поверхностей обеспечивает их беззазорное соединение и, как следствие, обеспечивается быстрый прогрев и равномерное термическое расширение обеих секций оправок и равномерное воздействие на изделие.

Соединение оправок соосно друг другу и основанию посредством конических поверхностей и их последующее закрепление в садку термообработки посредством нажимного кольца, клиньев и упорной поверхности на стержне, а также то, что оправки и стержень имеют разные коэффициенты термического расширения, обеспечивает плотное соединение секций оправок, превращая оправки в "равноетенную трубу".

Наличие экрана, расположенного соосно оправкам, позволяет обеспечить более равномерную температуру внутри садки термообработки.

Перечисленная совокупность признаков обеспечивает высокую точность внутреннего диаметра изделия при высокой производительности и минимальных материальных затратах на изделие.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение обладает "новизной" и "изобретательским уровнем".

Сущность устройства поясняется чертежами, где

фиг.1- устройство для термообработки тонкостенных изделий (поперечный разрез),

фиг.2, 3, 4 - варианты соединения секций оправок.

Устройство для термообработки тонкостенных изделий содержит аустенитные разъемные оправки, каждая из которой состоит из секции 1 и секции 2, соединенных между собой посредством конических поверхностей 3. От проворота относительно друг друга вокруг общей оси секции 1 и 2 соединены фиксатором 4, который выполнен в виде выступа от штифта, запрессованного в одну из секций, и соответствующей ему впадины в другой секции. На торце секции 1 выполнен конический выступ 5, а на торце секции 2 выполнен конический уступ 6, посредством которых оправки фиксируются соосно друг другу при сборе в стопу из нескольких оправок. Оправки установлены на основании 7 соосно друг другу и основанию посредством конического выступа 5 на нижней секции и конического уступа на основании 7, аналогичного уступу 6 на секции 2. С основанием 7 жестко связан стержень 8 с упорной поверхностью 9 в верхней части. Сборка оправок в верхней части закреплена посредством нажимного кольца 10 и клиньев 11. Соосно оправкам установлен экран 12, выполненный в виде кольца.

Устройство работает следующим образом.

На секцию 1 оправки устанавливают термообрабатываемое изделие - одногофровый сильфон с опорой на гофр. После чего секцию 2 также устанавливают в сильфон, соединяя ее с секцией 1 коническими поверхностями 3 и фиксаторами 4 от проворота. Фиксаторы 4 обеспечивают соединение секций 1 и 2 по одним и тем же точкам, что повышает точность расположения внутреннего диаметра сильфона. Собранные оправки последовательно устанавливают на основание 7 в одну садку термообработки и закрепляют в садке посредством нажимного кольца 10 и клиньев 11. Собранную садку с экраном 12, расположенньм соосно о правкам, помещают в рабочее пространство печи. В процессе нагрева устройства происходит окончательная фиксация секций оправок друг в друга за счет того, что термическое расширение оправок больше, чем термическое расширение стержня 7, превращая садку термообработки в подобие моноблочной равностенной трубы.