Часто в металлической заготовке может иметься внутреннее напряжение, не имеющее внешних сил. Образуется оно при изготовлении заготовки из-за неравномерного охлаждения, например, при ковке, литье и в местах сварки. Остаточное напряжение может вызвать нарушение формы заготовки, из-за чего происходит быстрый износ или деформация детали. Во избежание подобного, в данной статье описаны способы устранения внутреннего напряжения.

Как правило, в заготовке, которая поступает на металлорежущий станок, обычно имеются внутренние напряжения, сохраняющиеся при отсутствии внешних сил, именно поэтому они называются – остаточными.

Остаточные напряжения различаются на:

  • напряжения первого рода, которые охватывают наибольшую часть заготовки;
  • напряжения второго рода, которые образуются в микроскопических объемах – кристаллах, зернах;
  • напряжения третьего рода, которые характерны для ячеек кристаллической решетки.

Во время механической обработки, когда в виде припуска с заготовки удаляется часть металла, совершается перераспределение внутренних остаточных напряжений и их временное равновесие нарушается. При этом основную роль здесь играют именно напряжения первого рода. Характер и величина распределения остаточных напряжений напрямую зависят от конфигурации заготовки, соотношения размеров отдельных элементов, ее габаритных размеров, способа получения исходной заготовки, а также других немаловажных факторов.

Большие остаточные напряжения появляются в исходных заготовках, которые получаются путем литья, ковки, штамповки, из-за неравномерного охлаждения различных элементов заготовки. В сварно-литых, сварно-штампованных или просто сварных конструкциях наибольшие внутренние напряжения зарождаются именно в местах сварки, где непосредственно из-за местного охлаждения и нагрева происходят неоднородные объемные изменения. При этом диффузионные процессы и структурные превращения металла при сварке также способствуют возникновению остаточных напряжений разного рода.

В особо неблагоприятных моментах остаточные напряжения способны вызвать не только существенные нарушения формы заготовки (например, коробление, изогнутость и др.), но и всевозможные трещины.

Срезание поверхностных слоев с металлической заготовки освобождает ранее уравновешенные силы, поэтому остаточные напряжения деформируют саму заготовку. Однако и сам процесс резания тоже служит источником остаточных напряжений, возникающих как результат пластической деформации верхнего слоя поверхности и нагрева зоны резания.

Обычно перераспределение внутренних напряжений совершается не сразу, а постепенно, также постепенно происходит и изменение формы заготовки или готовой детали. На самом деле в практике случаются моменты, когда исходная заготовка, которая получила большие остаточные напряжения, проходит непосредственно именно черновую обработку. Таким образом, деформация заготовки и внутренние напряжения перераспределяются частично. При этом получившиеся искажения формы устраняются, как правило, при чистовой обработке. Готовая деталь, (если конечно она годная) ставится на машину, а через кое-какое время уже при эксплуатации быстро изнашивается, причина этого одна — деформация данной детали, которая произошла после полной ее обработки.

Чтобы не случались такие казусы именно поэтому – устранению внутренних напряжений – необходимо уделять самое основательное внимание. Простейший путь устранения внутренних напряжений — это разделить обработку резанием на несколько этапов, то есть:

  • на первом этапе выполняется черновая обработка, путем удаления наибольшей части припуска с поверхностей заготовки;
  • на втором этапе заготовка передается на получистовую обработку;
  • на третьем этапе изготовление детали заканчивается путем чистовой обработки.

Так как зачастую заготовки обрабатывают партиями: черновая, получистовая и чистовая обработки производятся на разных станках, а в некоторых случаях и в разных цехах, поэтому между этими обработками проходит определенное время. В основном именно за это время и происходит перераспределение внутренних напряжений и соответственно деформация заготовок. Чем больше временной промежуток между обработками (черновой и чистовой), тем естественно и меньше опасность искажения форм готовых деталей.

Естественное старение

Длительное выдерживание заготовки для снятия остаточных напряжений называется – «естественным старением». Сам процесс естественного старения весьма и весьма медленный. Достаточно уточнить, что самая основная часть остаточных напряжений именно в сложных отливках при естественном старении снимается в течение 2-3х месяцев. Однако следует учесть, что даже после указанного срока еще в течение нескольких месяцев оставшиеся напряжения способны воздействовать на форму заготовки.

Многомесячное естественное старение крайне «не» экономично — потому как чрезвычайно затягивается весь производственный цикл, стремительно возрастает объем неготового производства, значительно снижаются оборотные средства предприятия, поэтому естественное старение главным образом применяют исключительно для особо ответственных и дорогостоящих отливок, к примеру, заготовок станин прецизионных станков.

Для того чтобы ускорить процесс перераспределения, а также снятия остаточных напряжений, очень часто старение происходит на открытом воздухе (то есть, резкая смена температуры «дня и ночи» существенно способствует интенсификации процесса старения).

Снятие остаточного напряжения

Для средних или достаточно мелких отливок самым эффективным способом снятия непосредственно внутренних напряжений является так сказать искусственное старение, то есть специальный процесс термической обработки. Отливка помещается в печь доведенную до температуры в 500-600оС, и выдерживается в ней в течение 1-6 часов (чем крупнее отливка, тем соответственно и больше выдержка). Далее печь вместе с отливкой медленно охлаждают таким образом, чтобы абсолютно все части отливки (толстые и тонкие) охлаждались – равномерно. При этом скорость охлаждения должна составлять 25-75 градусов в час. Когда температура отливки снизится примерно до 200-250оС, она вынимается из печи и на воздухе окончательно охлаждается.

Для снятия напряжений, которые были получены при ковке, литье и штамповке, также применяют и отжиг, то есть нагрев до температуры в 400-600оС с выдержкой в 2,5 минуты на 1 мм толщины сечения заготовки, для сварных же заготовок высокотемпературный отпуск выполняется при нагреве до 600—650оС. Также отжигают и заготовки, получаемые из проката стали.

Вследствие значительных пластических деформаций при прокатке непосредственно в поверхностных слоях заготовок формируются существенные растягивающие, а вот во внутренних слоях наоборот сжимающие напряжения. Если же с такой заготовки снимается неравномерный припуск, то, безусловно, из-за перераспределения внутренних напряжений ее форма может измениться. Именно поэтому, к примеру, после фрезерования на валах длинных шпоночных канавок, изготовляемых из проката, могут случаться искривления валов. Для исправления этой кривизны заготовок валов, стержней, длинных планок, осей и прочих подобных элементов правят их исключительно в холодном состоянии. В таком процессе правки происходит упругая, и затем пластическая деформация материала.

Тщательная правка позволяет практически полностью устранить кривизну заготовки, которая вызвана непосредственно действием остаточных напряжений. Однако во время правки в заготовках появляются новые напряжения, что при дальнейшей чистовой обработке (хуже — в работающей машине) данные остаточные напряжения способны достаточно легко вызвать новые искажения формы. Именно поэтому для ответственных деталей применять правку крайне – нежелательно.

 

Новости

Лазерный станок с камерой

27.06.2016 Новости

Внимание! Новинка! Высокоточный лазерный станок CCD IL-6090 SGC (с камерой), оснащенный усовершенствованной системой оптического распознавания объектов. Благодаря современному программному обеспечению и высококачественным комплектующим, станок способен самостоятельно распознавать и сканировать необходимые объекты из множества представленных, после чего вырезать их в заданных границах по необходимым параметрам.

Подробнее...

Cнижение цен расходные материалы к лазерным станкам

10.10.2014 Новости

Добрый день! Компания INTERLASER, сообщает Вам о огромном поступлении линз, зеркал для лазерного оборудованияЦены самые низкие на линзы и зеркала:Линзы для лазерных станков ZnSe (США):диаметр 20, фокус  2 (50.8 мм) - 3 304 рубдиаметр 20, фокус  5 (12.7 мм) - 3 304 рубдиаметр 25, фокус 2.5 (63.5 мм) - 7 350 руб Линзы для лазеров ZnSe (Китай):диаметр 20, фокус  2 (50.8 мм) - 2 450 рубдиаметр 20, фокус  5 (127 мм) - 2 450 рубдиаметр 25, фокус 2.5 (63.5 мм) - 4 900 руб Зеркала:диаметр 20 мм, толщина 2/3 мм - 840 рубдиаметр 25 мм, толщина 2/3 мм - 980 рубдиаметр 30...

Подробнее...

На склад поступили малые пеллетные мельницы

01.06.2014 Новости

Пеллетная мельница - предназначена для производства древесных гранул (пеллет) из сухих древесных отходов. Основным перерабатывающимся сырьем является опил. Пелллетные мельницы малые позволяют получать гранулы из любой биомассы. Малые пелллетные мельницы востребованы в частных хозяйствах, а также на малых производствах. Используются для производства пеллет, для отапливания помещений, а также производства комбикормов. подробнее......

Подробнее...

Внимание!!! Февральские скидки 2014 !

01.02.2014 Новости

Снижение цен на лазерные станки серии Rabbit большого формата. Лазерная машина Rabbit 2030 (лазерная трубка 80W), 2000х3000 ммЦена со склада- 960 000 рублей, цена под заказ - 800 000 рублей  Лазерная машина Rabbit 2030 (лазерная трубка Reci W2), 2000х3000 ммЦена со склада- 971 000 рублей, цена под заказ - 811 000 рублей   Лазерная машина Rabbit 2030 (лазерная трубка Reci W6), 2000х3000 ммЦена со склада- 1 028 500 рублей, цена под заказ- 868 500 рублей   Лазерная машина Laser FB 1525, рабочая поверхность 1500х2500 ммЦена со склада- 729 600 рублей , цена под заказ- 608 000 рублей Лазерная машина Laser FB 1626, рабочая поверхность 1600х2600 ммЦена со склада- 835 200...

Подробнее...

Cнижение цен на Carver 0609

05.04.2013 Новости

Компания INTERLASER рада сообщить своим клиентам о существенном (на 12,5%) снижении цены на фрезерные станки модели Carver-0609. Новые модели фрезерных станков Carver-0609 оснащены 1,5 кВт-ым шпинделем с водяным охлаждением, электронным датчиком нулевой точки стола, усовершенствованными рельсовыми направляющими HIWIN (Тайвань) по всем осям, также, в комплекте со станками поставляется водяная помпа. Управление фрезерным станком осуществляется через DSP-контроллер, программное обеспечение Type3 поставляется в комплекте. Поставка оборудования осуществляется в течение 60 рабочих дней с момента предоплаты (70% от стоимости). По всем вопросам обращайтесь в наши офисы продаж по телефонам, указанным на сайте.

Подробнее...

Cнижение цен на Carver 0609 (2)

05.04.2013 Новости

Компания INTERLASER рада сообщить своим клиентам о существенном (на 12,5%) снижении цены на фрезерные станки модели Carver-0609. Новые модели фрезерных станков Carver-0609 оснащены 1,5 кВт-ым шпинделем с водяным охлаждением, электронным датчиком нулевой точки стола, усовершенствованными рельсовыми направляющими HIWIN (Тайвань) по всем осям, также, в комплекте со станками поставляется водяная помпа. Управление фрезерным станком осуществляется через DSP-контроллер, программное обеспечение Type3 поставляется в комплекте. Поставка оборудования осуществляется в течение 60 рабочих дней с момента предоплаты (70% от стоимости). По всем вопросам обращайтесь в наши офисы продаж по телефонам, указанным на сайте.

Подробнее...

Лазерный маркер по металлу

14.03.2013 Новости

Внимание! Ожидается поступление нового оборудования! Компания INTERLASER сообщает своим клиентам о планируемых в ближайшее время поставках на склад Компании оптоволоконных лазерных маркеров по металлу!

Подробнее...

Новинка! Фрезерный станок SM 1312

06.02.2013 Новости

 Компания Interlaser представляет вашему вниманию новую модель фрезерно-гравировального станка серии Carver SM 1312 Рабочее поле размером 1300 на 1200 мм идеально подходит для изготовления мебельной продукции (например, мебельные фасады) Фрезерно-гравировальные станки серии SM наиболее востребованы в рекламной, сувенирной, деревообрабатывающей промышленности. Рабочий стол этого станка сделан в условиях жесткого производственного процесса с соблюдением технологий и производственных норм.

Подробнее...

Выставка ТЕКСТИЛЬЛЕГПРОМ

06.03.2012 Новости

В период с 28 февраля по 02 марта 2012 г. наша Компания принимала участие в Федеральной оптовой выставке-ярмарке «ТЕКСТИЛЬЛЕГПРОМ» (г. Москва, ВВЦ, павильон 55, 1 этаж, стенд А-12). На выставке нами были представлены Лазерно-гравировальный станок HX 1290SE и плоттер RABBIT 1120H. Наши специалисты продемонстрировали посетителям выставки широкие возможности лазерного станка по раскрою, лазерной резке и гравировке текстильных материалов, кожи, пластика и шпона. Также, была продемонстрирована работа плоттера по резке рулонных материалов.Все привезенные на выставку образцы оборудования были реализованы прямо со стенда по завершении работы выставки. С фото-отчетом по выставке Вы можете ознакомиться в разделе фотогалерея.

Подробнее...

Статьи

Параметры лазерной резки металла. Волоконный лазерный станок IL 3000W

30.05.2016 Лазерная резка металла

Параметры лазерной резки зависят от марки стали, от толщины материала, от мощности лазера и от требования к чистоте реза, также большое значение имеет газ применяемый при резке лазером. Снижение качества...

Подробнее...

Параметры лазерной резки металла. Волоконный лазерный станок IL 2000W

30.05.2016 Лазерная резка металла

Параметры лазерной резки зависят от марки стали, от толщины материала, от мощности лазера и от требования к чистоте реза, также большое значение имеет газ применяемый при резке лазером. Снижение качества...

Подробнее...

Параметры лазерной резки металла. Волоконный лазерный станок IL 1200W

30.05.2016 Лазерная резка металла

Параметры лазерной резки зависят от марки стали, от толщины материала, от мощности лазера и от требования к чистоте реза, также большое значение имеет газ применяемый при резке лазером. Снижение качества...

Подробнее...

Параметры лазерной резки металла. Волоконный лазерный станок IL 750W

30.05.2016 Лазерная резка металла

Параметры лазерной резки зависят от марки стали, от толщины материала, от мощности лазера и от требования к чистоте реза, также большое значение имеет газ применяемый при резке лазером. Снижение качества...

Подробнее...

Параметры лазерной резки металла. Волоконный лазерный станок IL 500W

30.05.2016 Лазерная резка металла

Параметры лазерной резки зависят от марки стали, от толщины материала, от мощности лазера и от требования к чистоте реза, также большое значение имеет газ применяемый при резке лазером. Снижение качества...

Подробнее...

Параметры лазерной резки металла. Волоконный лазерный станок IL 300W

30.05.2016 Лазерная резка металла

Параметры лазерной резки зависят от марки стали, от толщины материала, от мощности лазера и от требования к чистоте реза, также большое значение имеет газ применяемый при резке лазером. Снижение качества...

Подробнее...

Фрезерные станки с ЧПУ для обработки гипсовых форм – оптимальное решение насущных проблем

04.03.2016 Фрезерная обработка

бработка гипсовых форм на фрезерном станке с ЧПУ: быстрота и высокое качество изготовления сложных рельефных конструкций.

Подробнее...

В чем преимущества многошпиндельных станков?

01.03.2016 Фрезерная обработка

 Хотите добиться высокой производительности и точности при фрезеровании? Используйте безусловные преимущества многошпиндельных станков с ЧПУ!

Подробнее...

Фрезерный станок с ЧПУ: неограниченные возможности обработки рельефных форм

29.02.2016 Фрезерная обработка

Приблизиться к совершенству в искусстве создания объемных элементов декора поможет обработка рельефных форм на фрезерном станке с ЧПУ.

Подробнее...