CC BY
12
УДК 621.787.4
А.П. Моргунов, A.P. Morgunov, e-mail: morgunov_a@rambler.ru А.В. Удодова, A.V. Udodova, e-mail: nastya.udodova@mail.ru Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПУАНСОНА ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАНЕСЕНИЕМ НА ПОВЕРХНОСТЬ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО АБРАЗИВА
IMPROVE THE WEAR RESISTANCE OF THE PUNCH OF PLASTIC DEFORMATION WITH A PRE-DEPOSITED ON THE SURFACE OF FNELY DISPERSED ABRASIVE
Метод повышения износостойкости поверхности пуансона для листовой штамповки пластическим деформированием (накатыванием) с предварительным нанесением на поверхность мелкодисперсного абразива с пластической смазкой представлен в статье.
A method for increasing the wear resistance of the surface of the punch for stamping plastic deformation (by rolling) with a preliminary application to the surface of the fine abrasive plastic lubricant presented in the article.
Ключевые слова: износостойкость, поверхность, пуансон, пластическое деформирование, абразивные частицы
Keywords: wear resistance, surface, punch, plastic deformation, the abrasive particles
Пуансон относится к высоконагруженным элементам технологической штамповой оснастки, подвергающейся динамическому воздействию на рабочую поверхность, которая в процессе деформирования заготовки изнашивается с различной степенью интенсивности в зависимости от параметров микрорельефа поверхности, от физико-механических свойств пуансона и деформируемой заготовки.
Методы поверхностно-пластического деформирования (ППД) шариками, роликами, дорнами (внутренних поверхностей) и другие позволяют повысить износостойкость на 40-50 процентов [3].
Среди многочисленных методов упрочнения рабочих поверхностей пуансона для листовой штамповки особое место занимает пластическое деформирование с последующим модифицированием ионной имплантацией (ИИ) приповерхностного слоя легирующими элементами редких материалов. Целью данного метода является повышение твердости приповерхностного слоя материала пуансона за счёт внедрения ионов легирующих элементов и, как следствие, изменение структуры материала - превращение кристаллической структуры в аморфнокристаллическую.
344
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
По результатам многочисленных исследований можно сделать вывод, что, благодаря повышению микротвердости в 2,5-3 раза приповерхностного слоя материала пуансона, износостойкость рабочей поверхности возрастает в 3-5 раз в зависимости от условий его применения [1, 2].
В лаборатории кафедры «Технология машиностроения» Омского государственного технического университета выполнены исследования по повышению износостойкости рабочей поверхности пуансона поверхностным пластическим деформированием (ППД) с предварительным нанесением абразивных частиц различных размеров. Нанесение абразива осуществляется с таким расчетом, чтобы абразивные частицы удерживались на поверхности. С этой целью абразив смешивается с пластической смазкой в определенной пропорции, обеспечивающей заполнение абразивными частицами впадин на поверхности пуансона, образующихся в результате механической обработки (лезвийной или абразивной) [4, 5].
Последующее пластическое деформирование - накатка роликом из твердого сплава позволяет удерживаться абразивным частицам значительное количество циклов.
Рис. 1 Схема накатки роликом поверхности пуансона: 1 - образец; 2 - державка, 3 - ролик, изготовленный из твердого сплава ВК8
На рис. 1 представлена схема обработки поверхности пуансона накатыванием с предварительно нанесенной смесью абразива с пластической смазкой. Сила прижима ролика к обрабатываемой поверхности тарируется с помощью динамометра ДОСМ-3-500У.
На рис. 2 представлено последовательное нанесение смеси абразивного порошка с пластической смазкой и заполнение ею впадин. Абразивные частицы в смеси с вязкой смазкой заполняют впадины (микровпадины), имеющиеся на поверхности, обработанной резанием, и удерживаются во впадинах благодаря вязкой смазке. Последующая накатка позволяет пластически деформировать микровыступы и удерживаться в приповерхностном слое абразивным частицам. Известно, что твердость абразивных частиц отдельных материалов значительно выше твердости материалов деформируемых заготовок, поэтому в результате контактирования незначительно изнашивается материал деформируемой заготовки, а рабочая поверхность пуансона практически не изнашивается. Очевидно, микровыступы, обладающие значительно меньшей твердостью (ИЯС 50-60), в результате многократного динамического воздействия на них при выполнении операций (штамповки), будут изнашиваться. В то же время величина износа должна находиться в пределах допуска на размеры пуансона. Благодаря абразивным частицам с твердостью, многократно превышающей твердость заготовки, износостойкость рабочей поверхности пуансона возрастает в указанных пределах.
345
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
д)
Рис. 2. Последовательность нанесения слоя абразивного порошка с пластической смазкой и заполнение ею впадин: а) абразивные частицы; б) поверхность пуансона с абразивом во впадинах; в) поверхность, получившаяся в результате накатки; г) поверхность до изнашивания пуансона при накатке; д) поверхность с выступающими абразивными частицами
Таким образом, повышается ресурс технологической штамповой оснастки в отдельных случаях более чем в 5 раз.
Библиографический список
1. Грязнов, Б. Т. Установка для ионной имплантации / Б. Т. Грязнов, Б. И. Макаров // Диагностика запыленной плазмы : сб. докл. науч.-практ. конф. - 1983. - С. 73-78.
2. Тетельбаум, Д. И. Эффект дальнодействия / Д. И. Тетельбаум, В. Я. Баянкин // Природа. - 2005. - № 4. - С. 9-17.
3. Моргунов, А. П. Способ повышения износостойкости пуансонов для листовой штамповки / А. П. Моргунов, А. В. Удодова, А. А. Федоров // Динамика систем, механизмов и машин / ОмГТУ. - Омск, 2012. - № 2. - С. 276-279.
4. Технологическое обеспечение параметров поверхностей деталей пар трения и прочности неподвижных соединений регуляризацией микрорельефа [Текст] : моногр. / А. П. Моргунов [и др.]. - М. : Технология машиностроения, 2006. - 183 с.
5. Пат. 2514253 Российская Федерация, МПК Б24Б39/00, В23Р9/02. Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / А. П. Моргунов, А. В. Удодова, А. А. Фёдоров ; заявитель и патентообладатель Омский государственный технический университет. - № 2012146788/02 ; заявл. 01.11.12 ; опубл. 27.04.14, Бюл. № 12. - 5 с.: ил.
346
