Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


—пособи зменшенн€ зношенн€




ўоб отримати у€ву про механ≥зми процесу зношенн€, њхн≥х €к≥сних та к≥льк≥сних характеристик використовували р≥зн≥ методи, зокрема, в≥зуальн≥ досл≥дженн€, проф≥лографуванн€ робочих поверхонь ≥нструмента (на проф≥лограф≥-проф≥лометр≥ 201), м≥кроскоп≥чне досл≥дженн€ (на оптичному м≥кроскоп≥ ћ»ћ-7), електронно-м≥кроско-п≥чн≥ досл≥дженн€ (на м≥кроскоп≥ ЂTeslaї), електронно-зондовий м≥кроанал≥з (на м≥кроанал≥затор≥ ћј–-2).

ƒосл≥джували пуансони та матриц≥ дл€ холодного штампуванн€ сталевих деталей та деталей з≥ сплав≥в кольорових метал≥в (’арк≥вський велозавод,  ременчуцький автозавод, Ўахтинський завод Ђ√≥дроприв≥дї).

–обоч≥ поверхн≥ пуансона (торчак та кал≥брувальний по€сок  ) зазвичай шл≥фують ≥ пол≥рують до шорсткост≥ Rа = 0,25Е0,63 мкм. јле п≥сл€ перших сотень цикл≥в штампуванн€ (взаЇмод≥њ пуансона ≥з заготованкою, що деформуЇтьс€) топограф≥€ його робочих поверхонь   зм≥нюЇтьс€: на торчаку й кал≥брувальному по€ску зТ€вл€ютьс€ сл≥ди ор≥Їнтованого зношенн€ (тонк≥ риски, подр€пини), напр€м €ких зб≥гаЇтьс€ з напр€мом теч≥њ метала. ѕ≥сл€ штампуванн€ 500Е1500 деталей стан поверхн≥ стаб≥л≥зуЇтьс€ ≥ залишаЇтьс€ незм≥нним аж до виходу пуансона з ладу через втрату розм≥ру. ѕри цьому його шорстк≥сть зб≥льшуЇтьс€ до Rа = 1,6Е3,2 мкм.

Ќа поверхн≥ кал≥брувального по€ска спостер≥гаЇтьс€ ≥нша картина: риски, €к≥ утворились п≥сл€ перших сотень цикл≥в штампуванн€, вигладжуютьс€, але на њхньому м≥сц≥ неперервно утворюютьс€ нов≥. Ќав≥ть за умов нормального змащенн€ на кал≥брувальному по€ску спостер≥гаютьс€ м≥кроскоп≥чн≥ вузли схоплюванн€, €к≥ неперервно утворюютьс€ й руйнуютьс€ [12]. —л≥ди схоплюванн€ обумовлюють зб≥льшенн€ шорсткост≥ до Rа = 10Е20 мкм. «а на€вност≥ ефективного змащенн€ ≥ невеликого шл€ху терт€ стан по€ска може збер≥гатись досить довго (до 100 тис. цикл≥в ≥ нав≥ть б≥льше). „аст≥ше усього такий стан пуансон≥в характерний дл€ штампуванн€ штампованок з м≥дних або алюм≥н≥Ївих сплав≥в.

ƒл€ штампуванн€ сталевих деталей з глибокими порожнинами, коли коеф≥ц≥Їнт суц≥льност≥ фосфатного покритт€  с не перевищуЇ 0,5, характерне неперервне пог≥ршенн€ стану поверхн≥ кал≥брувального по€ска та досить швидк≥й вих≥д пуансона через його зношенн€.

” де€ких випадках зношенн€ кал≥брувального по€ска пуансон≥в було €вно недопустимим ≥ призводило до пошкодженн€. як правило, це спостер≥гали при видавлюванн≥ сталевих деталей, коли коеф≥ц≥Їнт суц≥льност≥ змащувального фосфатного покритт€  с становив 0,4 ≥ менше. ѕри цьому спостер≥гались не лише €вища зањданн€, але й схоплюванн€, налипанн€ металу заготованки на робочу поверхню кал≥брувального по€ска. “ак≥ пошкодженн€ найчаст≥ше наст≥льки пог≥ршували силовий режим штампуванн€, що пуансони не витримували перевантажень ≥ ламались.

“реба зазначити, що м≥ж характером зношенн€ кал≥брувального по€ска пуансона та коеф≥ц≥Їнтом суц≥льност≥ покритт€ на€вний т≥сний звТ€зок.

 артина зношенн€ матриць под≥бна до картини зношенн€ пуансон≥в. —тан робочих поверхонь матриць дл€ зворотного ≥ пр€мого штампуванн€ деталей типу стакан≥в швидко стаб≥л≥зуЇтьс€ ≥ залишаЇтьс€ незм≥нним на прот€з≥ усього пер≥оду експлуатац≥њ, але така картина спостер≥гаЇтьс€ за умов застосуванн€ ефективних мастил дл€ кольорових метал≥в та високого значенн€ коеф≥ц≥Їнта суц≥льност≥ фосфатного покритт€ при видавлюванн≥ сталевих деталей. ћатриц≥ дл€ штампуванн€ сталевих деталей типу стрижн≥в з головками знаход€тьс€ у значно важчих умовах. “ому дл€ них характерно неперервне пог≥ршенн€ стану матричноњ л≥йки. ƒл€ б≥льш тонкого досл≥дженн€ механ≥зму зношенн€ робочих поверхонь ≥нструмента використовували методи оптичноњ та електронноњ м≥кроскоп≥њ [13]. ѕри цьому встановили, що початковий рельЇф, €кий отримано механ≥чною обробкою, повн≥стю зм≥нюЇтьс€ п≥сл€ перших сотень цикл≥в роботи матриць та пуансон≥в. «ношенн€ р≥зних д≥л€нок пуансон≥в та матриць в≥дбуваЇтьс€ по-р≥зному через р≥зн≥ умови розпод≥лу мастила (суц≥льност≥ фосфатного покритт€). Ќагр≥ванн€ пуансон≥в до температури 170Е220º— ≥ матриць до 150Е170º— спри€Ї актив≥зац≥њ х≥м≥чних процес≥в та утворенню захисних вторинних структур. Ќа електронограмах ви€влен≥ оксиди зал≥за Fe3O4 . “онк≥ оксидн≥ пл≥вки добре екранують поверхн≥ ≥нструмента ≥ заготованки.

”загальненн€ результат≥в анал≥зу к≥нетики зношенн€ робочих поверхонь ≥нструмента дл€ холодного штампуванн€ даЇ п≥дстави зробити наступн≥ висновки.

1. ” початковий пер≥од експлуатац≥њ ≥нструмента дл€ холодного штампуванн€ на його робочих поверхн€х в≥дбуваЇтьс€ ≥нтенсивне зношенн€, €ке призводить до суттЇвоњ зм≥ни м≥крогеометр≥њ. ÷е €вище можна упод≥бнити припрацюванню машинних пар. ¬ пуансонах та матриц€х дл€ холодного штампуванн€ припрацюванн€ в≥дбуваЇтьс€ п≥сл€ виготовленн€ 500Е1500 деталей.

2.  оли умови роботи ≥нструмента спри€тлив≥ ( с > 0,5), стан його робочих поверхонь стаб≥л≥зуЇтьс€ ≥ може збер≥гатись на прот€з≥ досить довгого пер≥оду (100 тис. видавлених деталей ≥ б≥льше). ¬ цьому випадку пуансон виходить з ладу через розм≥рне зношенн€ кал≥бруючого по€ска. «а на€вност≥ жорсткого допуску на розм≥р отвору детал≥ пуансон треба зн≥мати ≥ зам≥нювати новим.

3. якщо умови роботи ≥нструмента менш спри€тлив≥ ( с < 0,5), то п≥сл€ припрацюванн€ стан його робочих поверхонь неперервно зм≥нюЇтьс€: зб≥льшуЇтьс€ к≥льк≥сть сл≥д≥в зношенн€, зб≥льшуЇтьс€ њхн€ глибина, утворюютьс€ вузли зањданн€ й схоплюванн€, на ≥нструмент налипаЇ метал деформованоњ заготованки. ¬ цьому випадку ≥нструмент доводитьс€ зн≥мати з≥ штампа ≥ зам≥н€ти новим не у звТ€зку з його розм≥рним зношенн€м, але через пог≥ршенн€ €кост≥ поверхн≥ виготовлених деталей, пог≥ршенн€ умов роботи штампа, поламок пуансон≥в.

¬≥домо, що зношуванн€ матриць дл€ холодного штампуванн€ в≥дбуваЇтьс€ досить нер≥вном≥рно. ” звТ€зку ≥з цим крива зношуванн€ маЇ р≥зко виражений максимум у точц≥ ћ, ордината zћ €коњ зазвичай б≥льша, н≥ж висота вих≥дноњ заготовки h0 (рис. 37).

а б в

–ис. 37. —хема штампуванн€ стакана (а), крива зм≥ни макрогеометр≥њ матриц≥ (б) ≥ граф≥к зношуванн€ (в): ј¬— Ц вих≥дний контур робочоњ поверхн≥ матриц≥; ј¬ћ— Ц те ж п≥сл€ зношуванн€

ƒомовимось називати д≥аграмою зношуванн€ матриц≥ залежн≥сть максимального д≥аметрального зношуванн€ Wмакс в≥д числа видавлених деталей N. јнал≥з д≥аграм на багатьох заводах показав, що ≥нтенсивн≥сть зношуванн€ dW/dN зм≥нюЇтьс€ в широких межах залежно в≥д умов штампуванн€, з числа €ких варто вид≥лити шл€х терт€. Ќа в≥дм≥ну в≥д терт€ в машинних парах, де шл€х терт€ визначаЇтьс€ €к сумарне л≥н≥йне перем≥щенн€ одного з елемент≥в сполученн€, у процесах ќћ“ шл€х терт€ €к ф≥зична величина ще нав≥ть не визначений. ўоб усунути цю прогалину, уведемо наступне визначенн€:

Ўл€х терт€ L(z) Ц це функц≥€ координати z контактноњ поверхн≥ деформуючого ≥нструмента, значенн€ €коњ визначаЇтьс€ сумарним перем≥щенн€м часток деформованоњ заготованки в≥дносно розгл€нутоњ точки контактноњ поверхн≥ ≥нструмента в заданому напр€мку z:

. (19)

“ут vτ Ц дотична складова швидкост≥ перем≥щенн€ частинок заготованки в≥дносно ≥нструмента (у зм≥нних ≈йлера); t(z)п та t(z)к Ц час початку й к≥нц€ руху частинок металу в точц≥ з координатою z.

–озрахунок шл€ху терт€ дл€ р≥зних матриць показав, що L(z) не залежить в≥д швидкост≥ пуансона, але сильно залежить в≥д координати точки контактноњ поверхн≥ матриц≥, розм≥р≥в заготованки d0, h0, а також в≥дносного рад≥уса пуансона.

–ис. 38. —хема штампуванн€ стрижн€ з фланцем (а) та граф≥к залежност≥ шл€ху терт€ L(z) в≥д координати z (б)

–≥зниц≥ у шл€хах терт€ визначають р≥зниц≥ в ≥нтенсивност≥ зношуванн€ матриць. ÷е особливо пом≥тно при анал≥з≥ ст≥йкост≥ матриць дл€ пр€мого штампуванн€ деталей типу стрижн≥в. ≤з ц≥Їњ причини кал≥брувальна частина матриц≥ швидко зм≥нюЇ св≥й перв≥сний проф≥ль саме у тих м≥сц€х, де шл€х терт€ найб≥льший (рис. 38).

јнал≥з д≥аграм зношуванн€ матриць дл€ зворотного й пр€мого штампуванн€ показав, що зношуванн€ W повТ€-зане ≥з числом видавлених деталей N залежн≥стю, близькою до л≥н≥йноњ, котру можна представити в такому вид≥:

. (20)

“ут ‘(”¬) Ц експериментально визначена функц≥€, €ка залежить в≥д умов штампуванн€ (матер≥алу заготованки ≥ њњ твердост≥, ступен€ деформац≥њ, матер≥алу й твердост≥ матриц≥, умов терт€, швидк≥сного режиму деформац≥њ); L(z) Ц шл€х терт€ дл€ даноњ детал≥; Lб Ц базовий шл€х терт€, дл€ €кого визначена функц≥€ ‘(”¬) дл€ даноњ детал≥;  з Ц коеф≥ц≥Їнт зношуванн€, що визначаЇ вплив супутн≥х процес≥в зношуванн€ при зм≥н≥ L(z). Kз = 1,0...1,2,€кщо коеф≥ц≥Їнт суц≥льност≥ фосфатного покритт€ Kc лежить в межах 0,6...1,0.

Ќа даному етап≥ розвитку науки про терт€ визначити ‘(”¬) у загальному вид≥ неможливо.

ƒл€ конкретноњ детал≥ й певного матер≥алу матриц≥ можна вважати, що дл€ зворотного штампуванн€ деталей типу стакан≥в функц≥€ ‘(”¬) маЇ л≥н≥йний вигл€д

‘(”¬)= —0 + —1Ќм, (21)

де 01 Ц константи (€к≥ обчислюютьс€ за експериментальним даними методом найменших квадрат≥в ≥ мають розм≥рн≥сть мм/шт), а Ќм Ц тверд≥сть матриц≥ (в одиниц€х HRC).

Ќаприклад, дл€ гайки заднього колеса  рј« маЇмо:

0= 2,78Ј10 -5; —1 = -4,05Ј10 -7.

«в≥дси вит≥каЇ, що ≥з зб≥льшенн€м твердост≥ матриц≥ њњ зношенн€ зменшуЇтьс€.

ѕроцес зношуванн€ матриць, призначених дл€ штампуванн€ деталей типу стрижн€ з гол≥вкою або комб≥нованим штампуванн€м, визначаЇтьс€ б≥льш складними залежност€ми: в≥н визначаЇтьс€ не т≥льки тверд≥стю матриц≥ Hм, але й висотою по€ска матриц≥ lм, що кал≥бруЇ штампованку (≥ забезпечуЇ њњ пр€мол≥н≥йн≥сть). “ому функц≥€ ‘(”¬) набуваЇ б≥льш складного вигл€ду:

‘(”¬)= ј00 + ј11Ќм + ј12Ќм2 + ј21lк + ј22 lк2. (22)

“ут Ќм Ц тверд≥сть матриц≥ (в одиниц€х HRC); lк Ц висота кал≥брувального по€ска матриц≥ (мм); ј00 Е ј22 Ц константи (€к≥ обчислюютьс€ за експериментальним даними методом найменших квадрат≥в ≥ мають розм≥рн≥сть мм/шт).

Ќаприклад, дл€ другого переходу штампуванн€ складених поршн≥в на Ўахтинському завод≥ Ђ√≥дроприв≥дї отримано: ј00 = 6,17Ј10 -6; ј11 = -1,94Ј10 -6 ; ј12 = 3,35Ј10 -8; ј21 = 6,02Ј10 -7; ј22 = -4,02Ј10 -8.

«в≥дси вит≥каЇ, що при lк > 20 ≥ Ќм < 56 можливе Ђнегативне зношуванн€ї, тобто зменшенн€ д≥аметра матриц≥ по кал≥брувальному по€ску. ÷е в≥дкриваЇ шл€хи керуванн€ зношуванн€м. ўе б≥льш €скраво про€вл€Їтьс€ цей ефект при анал≥з≥ процесу зношуванн€ пуансон≥в. «б≥льшенн€ д≥аметра кал≥бруючого по€ска пуансона спостер≥гали й ран≥ше (ё.‘.‘илимонов, A.K.Cruden, R.Morgan), але його розгл€дали т≥льки €к зло. ѕроте за певних умов це €вище можна використати дл€ п≥двищенн€ ст≥йкост≥ пуансон≥в. ƒл€ пуансон≥в функц≥€ ‘(”¬) може бути представлена в такому вид≥:

‘(”¬)= ¬00 + ¬11Ќп + ¬12Ќп2 + ¬21lк + ¬22 lк2. (23)

“ут Ќп Ц тверд≥сть пуансона (в одиниц€х HRC); lк Ц висота кал≥бруючого по€ска пуансона (мм); ¬00 Е ¬22 Ц константи (€к≥ обчислюютьс€ за експериментальним даними методом найменших квадрат≥в ≥ мають розм≥рн≥сть мм/шт).

ƒл€ пуансона з≥ стал≥ –6ћ5 при видавлюванн≥ гальмового барабана задньоњ втулки велосипеда ’¬« отриман≥ так≥ дан≥: ¬00= 1,10Ј10 -3; ¬11 = -3,49Ј10 -5; ¬12 = 2,80Ј10 -7; ¬21 = - 3,99Ј10 -6; ¬22 = 5,20Ј10 -7.

ѕо залежност≥ (20) легко визначити зносост≥йк≥сть пуансона Nп €к функц≥ю допуску на його зношуванн€ Δd, у межах €кого виготовлен≥ детал≥ в≥дпов≥дають техн≥чним вимогам кресленика:

Nп = ΔdЈLб / ‘(”¬)ЈL(z)Ј з. (24)

якщо прийн€ти допуск Δd = 0,20 мм, L(z) = Lб и  з = 1,0, то за таких умов та наведених вище значенн€х констант ¬00 Е ¬22 отримаЇмо максимальну можливу ст≥йк≥сть пуансона 62860 деталей. ѕри цьому Ќп та lк будуть дор≥внювати в≥дпов≥дно 62,2 HRC и 3,8 мм.

¬ажливо зазначити, що при в≥дхиленн≥ значень Ќп усього на 3 одиниц≥, а lк Ц на 2,5 мм, зносост≥йк≥сть падаЇ б≥льш н≥ж у 2 рази!

јнал≥з питомого зношуванн€ матриць ≥ пуансон≥в дл€ холодного штампуванн€ показуЇ, що пуансони зношуютьс€ значно швидше, н≥ж матриц≥.  р≥м того, розс≥юванн€ значень питомого зношуванн€ пуансон≥в у два ≥з зайвим рази вище, н≥ж розс≥юванн€ питомого зношуванн€ матриць. ÷е обумовлено тим, що на внутр≥шн≥й поверхн≥ стакан≥в, €к≥ видавлюють, коеф≥ц≥Їнт суц≥льност≥ фосфатного покритт€ значно нижчий та менш стаб≥льний. “ому коеф≥ц≥Їнт  з може в≥др≥зн€тис€ в≥д прийн€того ( з = 1,0).

ќск≥льки ст≥йк≥сть Ц це пон€тт€ родове, то оптим≥зац≥ю треба розгл€дати з двох точок зору: довгов≥чност≥ (тобто здатност≥ робочих частин штампа працювати без руйнуванн€) та зносост≥йкост≥ (здатност≥ виробл€ти штампованки у в≥дпов≥дност≥ з вимогами кресленика).

ћатематична модель довгов≥чност≥ пуансона дл€ конкретного процесу штампуванн€ встановлюЇтьс€ на основ≥ експеримент≥в ≥ маЇ вигл€д функц≥њ (8).

ћатематична модель зносост≥йкост≥ пуансона дл€ конкретного процесу штампуванн€ також встановлюЇтьс€ на основ≥ експеримент≥в ≥ маЇ вигл€д функц≥њ (24).

« попередн≥х розд≥л≥в можна зробити висновки про те, що параметри процесу холодного штампуванн€ по-р≥зному визначають довгов≥чн≥сть ≥ зносост≥йк≥сть пуансон≥в. ≤накше кажучи, максимуми довгов≥чност≥ та зносост≥йкост≥ пуансон≥в не зб≥гаютьс€. “ому дл€ визначенн€ максимуму ст≥йкост≥ треба побудувати д≥аграму ст≥йкост≥ Ц д≥аграму довгов≥чност≥ пуансона ≥ д≥аграму зносост≥йкост≥ в одн≥й координатн≥й систем≥, €к це показано на рис. 48.

–ис. 48. ƒ≥аграма ст≥йкост≥ пуансона дл€ холодного

штампуванн€

« д≥аграми (рис. 48) вит≥каЇ, що максимум довгов≥чност≥ в≥дпов≥даЇ координатам Ќр* та lкр*, а максимум зносост≥йкост≥ в≥дпов≥даЇ координатам Ќз* та lкз*. “ут ≥ндекси р та з визначають руйнуванн€ та зносост≥йк≥сть. якщо дл€ пуансона вз€ти Ќр* та lкр*, то його довгов≥чн≥сть буде найвищою, а зносост≥йк≥сть буде в≥дпов≥дати ел≥псу 1, а це означаЇ, що його зносост≥йк≥сть буде значно нижчою. якщо дл€ пуансона вз€ти Ќз* та lкз*, то його зносост≥йк≥сть буде найвищою, а довгов≥чн≥сть буде в≥дпов≥дати ел≥псу 2, а це означаЇ, що його довгов≥чн≥сть буде значно нижчою. ¬ першому випадку пуансон вийде з ладу через зношенн€ значно ран≥ше, н≥ж зруйнуЇтьс€. ¬ другому Ц вийде з ладу через руйнуванн€ значно ран≥ше, н≥ж зноситьс€. ќптимальним вар≥антом будуть так≥ параметри пуансона Ќс* та lкс*, €к≥ в≥дпов≥дають точц≥ дотиканн€ ел≥пс≥в 3 та 4, €к≥ мають однаков≥ р≥вн≥ ст≥йкост≥.

“аким чином, в цьому випадку маЇмо типову задачу оптим≥зац≥њ.

јналог≥чним способом можна оптим≥зувати ст≥йк≥сть матриць дл€ штампуванн€. ѕроте дл€ матриць ≥снують способи п≥двищенн€ њхньоњ довгов≥чност≥ за рахунок створенн€ у вставанц≥ напружень стисканн€ шл€хом бандажуванн€. “ому оптимальними можна вважати так≥ конструкц≥њ матриць, €к≥ показують найвищу зносост≥йк≥сть. ≤снуюч≥ сьогодн≥ методи розрахунку матриць дають можлив≥сть створити так≥ конструкц≥њ матриць, €к≥ мають довгов≥чн≥сть, значно б≥льшу, н≥ж њхн€ зносост≥йк≥сть. ќск≥льки у матриц€х дл€ штампуванн€ деталей типу стрижн≥в з гол≥вками шл€х терт€ дуже великий (див. рис. 38), зношенн€ цих матриць набагато б≥льше, н≥ж матриць дл€ штампуванн€ деталей типу стакан≥в.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 549 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

“ак просто быть добрым - нужно только представить себ€ на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © ћарлен ƒитрих
==> читать все изречени€...

2267 - | 2011 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.026 с.