Разделы сайта

Читаемое

Обновления Mar-2024

Промышленность Ижоры -->  Точность многооперационной вытяжки 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90


вкюкс вктс ВК20КС анис вкго

Рис. е. Основные механические свойства и средняя стойкость между переточками твердых сплавов при вырубке пазов в листах электродвигателей

пластические) свойства испытанных сплавов в сопоставлении со средней стойкостью между переточками.

Из приведенных на рис. 6 данных видно, что из исследованной серии сплавов наиболее износостойким является сплав ВК15С, который имеет оптимальное сочетание свойств, характеризуется высокими пластическими и прочностными свойствами в сочетании с повышенной твердостью. В сравнении со сплавом ВК20 стойкость рабочнх частей штампа из сплава ВК15С до переточки при штамповке электротехнической стали в 1,6-2 раза больше, а износ в 1,4 раза меньше.

Резервом повышения стойкости твердосплавных вырубных штампов в лн-стоштамповочном производстве является упрочнение твердых сплавов термической обработкой. Процесс упрочнения порошковых твердых сплавов существенно улучшает нх служебные характеристики. Упрочнение твердых сплавов по оптимальным режимам позволяет в значительной степени повысить нх прочностные и деформационные характеристики: предел прочности при изгибе и ударную вязкость до 30 %, работу пластиче-

ской деформации до 40%, стойкость при ударном и гармоническом иагружений в 2-6 раз.

Производственными испытаниями установлено (табл. 6), что стойкость штампов с упрочненными термической обработкой твердосплавными рабочими элементами (сплав ВК15) при вырубке П- и Т-образных пластин из электротехнической стали марки 3414 в 1,3-1,4 раза выше стойкости штампов контрольной серии (без термической обработки).

Технико-экономическая эффективность применения твердосплавных штампов. Основным показателем экономической эффективности твердосплавных штампов является снижение удельных затрат на штамповую оснастку, необходимую для выполнения годовой программы выпуска. Экономическую эффективность Э (условную одовую экономию) применения твердосплавных штампов при неизменном технологическом процессе подсчитывают по формуле

.9 =

-(C-f CW)-(C,-f С,Я),

(16)

где К - годовая программа выпуска штампуемых деталей, шт.; Яс - полная стойкость (среднее значение) штампа со стальными рабочими частями, число иагружений; Я,- полная стойкость твердосплавного штампа, число иагружений; С - стоимость одного штампа со стальными рабочими частями, руб.; Ст - стоимость одного твердосплавного штампа, руб.; Я - издержки производства на содержанне и ремонт одного штампа, приближенно равные 15 % стоимости изготовления штампа.

Полную стойкость Ят твердосплавного штампа определяют по формуле

Ят = Ял,

(17)

где Я - стойкость твердосплавного штампа между переточками, число иагружений; п - число переточек илн ремонтов. Число допускаемых переточек твердосплавных штампов равно

6. Результаты стойкостных испытаний вырубных штампов до полного изнашивания

В исходном состоянии

После термической обработки

Число иагружений. млн.

Причина выхода штампа из строя

Число иагружений, мл и.

Причина выхода штампа из строя

2,6/13 2,0/10

2; /15

2,5/15 2,6/14 2,3/12 2,8/16 2,5/14 2,4/15 2,6/15

Выкрашивание кромок То же

Притупление кромок Выкрашивание кромок То же

Притупление кромок Выкрашивание кромок Скол кромки Притупление кромок

,3.6/12 3,2/17

2,8/10 4,0/16 3,5/13 3,1/13 3,6/15 3,0/13 3,6/10 3,2/13

Притупление кромок То же

Выкрашивание кромок Притупление кромок То же

Выкрашивание кромок Притупление кромок То же

Примечание. В знаменателе приведено число переточек штампа до полного выхода из строя.

Стоимость С- твердосплавного штампа определяют по формуле

Ст - (3-f-5) С,

(18)

где С - стоимость стального штампа, руб.; 3-5- коэффициент, зависящий от технического уровня технологии изготовления твердосплавных штампов.

Экономическая эффективность от эксплуатации твердосплавных штампов дополнительно повышается за счет повышения производительности прессов-автоматов и улучшения качества штампуемых деталей.

Способы повышения стойкости стальных разделительных штампов. Применение смазочно-охлаждаюш,их технологических средств (СОТС). Физико-химические свойства СОТС для разделительных операций листовой штамповки, в том числе и для чистовой вырубки-пробивки, приведены в табл. 7.

Удаление СОТС с деталей может проводиться бензином, горячими водными растворами щелочных солей и моющих средств. Приведенные СОТС представляют собой средневязкое минеральное

масло с активными серохлорсодержа-щими присадками. Нанесение смазок на обрабатываемый металл возможно механизированным способом, например, посредством смазывающих валиков, а также вручную кистью.

Результаты испытаний СОТС, приведенных в табл. 7, подробно изложены в гл. 18.

Увеличение высоты рабочих поясков и уменьшение уклона профиля рабочих окон матриц. Стойкость штампа до переточки существенно зависит от исходного технологического зазора 2и и уклона а профиля рабочего окна матрицы (рис. 7) Так, например, при росте z с 2 до 22 % от s и уменьшении а от 30 до 3 стойкость штампа до переточки возрастает в 9 раз.

Критерием полного износа штампа был принят выход размеров штампуемых деталей за поле допуска вследствие повышенной неравномерности сколов при выработке перетачиваемого профиля матриц.

Наибольшая полная стойкость штампа (рис. 8) получена при вырубке деталей на матрицах с параметрами; Л = 28 мм; а -= 0° 3; z = 22 % от S, т. е. с увеличенной в 2-3 раза высо-



7. Фнанко-механнческне свойства некоторых СОТС

Параметр

со CD

Кинематиче-

40-5Е

) 40-6С

) 75-90

ская вязкость

при 50 °С,

мм/с

Температура

вспышки в

открытом

тигле, °С,

ие менее

Кислотное

число.

МГ КОН,

ие более

Содержа-

ние, %:

серы

хлора

17-21

17-21

17-21

воды

0,03

0,03

0,03

Нагрузка, Н,

не менее:

критическая

1000

1000

1000

сваривания

Обобщенный

показатель

износа

Примечание. Выдер живают 100 ч при 20+5 °С.

Z,MM

0,60

0,20 О

h28m; =0°3;2=0,9MMl22%oms\ 28MM;010iO,5MM(l2%j

J--- 1 -fWV->0<

9мм; О °зр; 0,28 мм (7%) 18мм;0°15;0,28мм(7%) h =9мм;а030пи0,08мм(г% от s)

1200 Т,тыс.шт.


0,08\-Ji-1

0,01/

Рнс. 7. Изменение высоты заусенца в зависимости от числа вырубленных дета-лей из электротехнической стали до переточки штампа прн различных значениях технологического зазора * н уклона а профиля рабочего окна матрицы Схемы износа режущих кромок пуансона и матри

Рис. 8. Изменение технологического зазора Z в зависимости от полной стойкости штампа при различных параметрах матрицы (периодичность переточек обозначена кружками):

А - высота перетачиваемого профиля рабочего окна матрицы; - исходный двусторонний зазор между матрицей и пуаисоиом; сплошная линия - усредненная кривая бокового износа пуансона

той перетачиваемого профиля, уменьшенным в 2-3 раза уклоном рабочих окон матриц и с оптимальным зазором. При увеличении с 2 до 7 % от s полная стойкость штампа повышается в 4 раза (см. рнс. 8). Полная стойкость матриц по сравнению со стойкостью матриц, выполненных по РТМ 34-65, увеличилась в 3 раза.

Эффект повышения стойкости в 3- 4 раза достигается при использовании секционных матриц. Достоинством таких матриц является возможность выполнения в них уклонов с точностью ±0° 2 и экономичность изготовления.

Для выбора параметров рабочего профиля матриц при массовом производстве необходимо дальнейшее дифференцирование условий разделения материала на частные случаи, обеспечивающие наибольшую стойкость штампов. Выбор этих параметров рекомендуется проводить в зависимости от вида штампуемого материала, выполняемых технологических операций, начальных зазоров между рабочими о n,mbicium частями и т. д.

Применение пуансонЪв с рифленой рабочей поверхностью. Усовершенствованный способ пробивки отверстий н вырубки асимметричных деталей из толстолистового металла пуансонами с рифленой рабочей поверхностью разработан С. 3. Юденичем и И. И. Гор-

бенко и внедрен в производство со значительным эффектом. Предусмотрено предпочтительное применение шага рифлений / = 0,4; 0,5; 0,6 мм при угле профиля 70° (рис. 9). Установлено, что прн пробивке отверстий диаметром 9,1 мм в листовой стали СтЗпс (при s = 3 мм) усилие пробивки, а следовательно, и сопротивление разделению (сдвигу) ад существенно зависят от состояния рабочей поверхности пуансонов, характеризуемого шагом рифлений /.

Изменение усилий пробивки и высоты блестящего пояска в зависимости от состояния рабочей поверхности пробивных пуансонов приводит к изменению числовых значений общей работы разделения и ее составляющих частей. Общая работа разделения при пробивке пуансоном с рифленой рабочей поверхностью (/ = 0,4 мм) в среднем на 20 % ниже, чем при пробивке шлифованными пуансонами.

На деталях, вырубленных рифленым пуансоном, ярко выраженной границы между пояском смятия и остальной поверхностью нет. Это указывает на существенное снижение удельных нагрузок в зоне контактного пояска при вырубке рифленым пуансоном, а следовательно, и на снижение силовых и энергетических затрат на разделение штампуемого материала.

Применение рифленых вырубных и пробивных пуансонов обеспечивает повышение их износостойкости в 3- 4 раза. При этом улучшается качество получаемых деталей за счет сохранения стабильности размеров разделительного инструмента и, как следствие, снижается возможность образования заусенца, устраняется налипание штампуемого металла на рабочих поверхностях пуансонов, снижается упрочнение металла как в зоне разделения, так и по контактным пояскам, возрастает эффективность использования СОТС.

Электроэрозионное легирование. Электроэрозионное легирование с применением установок моделей ЭФИ-46А, ЭФИ-78, ЭФИ-23М позволяет формировать на рабочих поверхностях пуансонов и матриц рельеф, состоящий из совокупности выступов, близких по форме к шаровым сегментам, хорошо

0,5 t


1

<*>

Рис. 9. Пуансон с рифленой рабочей поверхностью для вырубки проушины

противостоящих разрушению при интенсивном течении обрабатываемого металла. Выступы имеют следующие размеры: отношение высоты к радиусу Я ? = 0,04ч-0,20; шаг между выступами / = 0,05-2,5 мм.

После электроискрового легирования в значительной мере снижается изнашивание поверхностного слоя рабочих частей штампов.

Наиболее распространенными электродными материалами для выполнения электроэрозионного легирования являются твердые сплавы группы ТК и ВК, а также графиты марок МПГ-6, МПГ-7, ЛШГ-8 и ЭЭПГ.

На рис. 10, а и б приведены примеры рабочих частей разделительных штампов с указанием зон, подвергаемых электроэрозионному легированию.

Удельное время /уд легирования зависит от энергии импульсов £имп (рнс. И). С увеличением энергии импульсов возрастает производительность легирования, но при этом увеличиваются и размеры формируемых выступов. Легирование рабочих частей



СТОЙКОСТЬ ШТАМПОВ


Рнс. 10. Примеры пуансонов и матриц вырубн знойному легированию ыруон

ых штампов, подвергаемых электроэро-

вырубных штампов из сталей Х12, У8 твердым сплавом Т15К6 на установке ЭФИ-46А повышает стойкость штампов в 4-6 раз прн вырубке деталей из электротехнической стали толщиной 0,5 н 1 мм, стали 08кп толщиной 3 и 5 мм.

Установлено, что твердость поверхиости образцов, легированных твердым сплавом Т15К6 электроэрозионным методом на установке ЭФИ-46А на мягких режимах из расчета 4 мин на 1 см поверхности, составляла HV 1600--1800, тогда как твердость закаленной мартеиситной структуры на рабочей поверхиости деталей штампов нз сталей Х12М и Х6Ф4М не превышает HV 761-81К Для повышения эффективности электроэрознонного ле-


Рнс. п. Зависимость удельного времени легирования от анергии импульсов

гирования твердым сплавом рекомендуется сошлнфовать с поверхности детали слой толщиной не более 0,005- 0,01 мм и довести шероховатость поверхности упрочненного слоя до Ra < 0,63 мкм.

Штампы для вырубки листов магни-топроводов электродвигателей 4А-71, 4А-80 и 4А-90 с упрочненными режущими кромками (элементами) на прессах PASL-160/2 и РР-250 показали повышение стойкости в 1,5-3 раза.

Внедрение электроискрового легирования пуансонов и матриц штампов для пробивки отверстий в изделиях из стали 65Г в горячем состоянии на полуавтоматической лииии позволило увеличить стойкость пуансонов из стали 5ХНТ в 4 раза.

Наиболее высокую стойкость имели пуансоны после электроискрового легирования сплавом ВК8 на установке ЭФИ-46А с предварительной обработкой рабочих поверхностей графитовым электродом марки ЭГ-4.

Поверхностное пластическое деформирование. Сущность метода поверхностного пластического деформирования (ППД) состоит в том, что под давлением движущегося деформирующего элемента (ролика, шарика, выглажи-вателя и др.) металл высту ов неровностей и тонкого поверхностного слоя в месте контакта с деформирующим элементом, находясь в условиях объемного напряженного состояния, пластн-ческн деформируется и перемещается,

стойкость ШТАМПОВ

затекая в смежные впадины и выдавливаясь из них вверх. В результате образуется качественно новая поверхность с неровностями специфической формы, которую нельзя получить при лезвийных и абразивных способах обработки.

Вновь образованный микрорельеф упрочненной поверхиости характеризуется следующими параметрами; большим отношением шага неровностей к их высоте; высокой степенью однородности неровностей как по форме, так и по высоте; малыми углами наклона; большими радиусами скругления вершин выступов и диа впадин, что определяет пологую обтекаемую форму неровностей.

Специфический микрорельеф в сочетании с высокой микротвердостью тонкого поверхностного слоя и высокими остаточными напряжениями сжатия (до 1000 МПа) обеспечивает существенное повышение износостойкости рабочнх поверхностей д талей.

По данным В. А. Пышкииа, в результате комплексного упрочнения матрицы и нижней плиты вырубного штампа, предназначенного для штамповки гаек толщиной 6 мм нз стали СтЗ, его стойкость повысилась в 2,6 раза (с 8000 до 22 ООО вырубленных деталей).

Упрочнение готовой поверхности матрицы в зоне контактного пояска проводили обкаткой шариком, а ее рабочего отверстия - дорноваинем иапро-ход с натягом 0,15-0,20 мм.

Как известно алмазное выглаживание улучшает поверхностный слой. Исследовано влияние алмазного выглаживания боковой рабочей поверхности пуансонов из стали У8А, термообработан-иых до HRC 52-56 и шлифованных, иа нх стойкость. Шероховатость поверхности рабочей части Ra = 1,2-Ь 0,8 мкм. Исходная величина технологического зазора между матрицей н пуансоном составляла Zi = 5 % и 22= 7,5 %.

Результаты производственных стойкостных испытаний шлифованных и выглаженных пуансонов при пробивке отверстий диаметром 5,4 мм в детали из стали СтЗ толщиной 2 мм иа кривошипном прессе усилием 1000 кН приведены на рис. 12. На рисунке видно,

h,MKM

Матрица

Пуансон

20 30

N, ть!С. отверстий

Рис. 12. Изменение линейного износа А пуансона в зависимости от числа пробитых отверстий диаметром 5,4 мм в детали из стали СтЗ ( = 2 мм); / - шлифованный пуансон (сечение 11 - IV); 2 - шлифованный пуансон (сечеиие 1 - 111); 3 н 4 - выглаженные пуансоны (сечения И -IV и 1-111 соответственно)

ЧТО после пробивки 40 тыс. отверстий износ выглаженных пуансонов примерно в 2,5 раза меньше, чем шлифованных. Повышение износостойкости выглаженных пуансонов объясняется упрочнением металла в тонких поверхностных слоях, улучшением условий смазывания и теплоотвода из зоны пластической деформации.

Обработка электроэрозионным методом. Нормативное значение шероховатости рабочих поверхностей разделительных штампов, изготовляемых традиционным слесарно-механнческим способом, составляет Ra = 0,16-f--н0,63 мкм. При такой шероховатости поверхность имеет направленное расположение неровностей, плохо удерживающих смазочный материал, и примерно одинаковые физико-механические свойства поверхностных и приповерхностных слоев металла.

Прн электроэрозиониой обработке разделительных штампов параметры шероховатости составляют от Ra = = 6,3 мкм на черновых режимах (энергия импульса 0,08 Дж) до Ra = = 1,2-н2 мкм на чистовых (энергия импульса 0,002 Дж). Прн этом глу-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка