CC BY
35
ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
УДК 621.777.073
Огарков H.H., Залетов Ю.Д., Канаев Д.П., Минько Д.И.
ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ВЫСАДОЧНОГО ИНСТРУМЕНТА ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКОЙ
В результате анализа различных отделочных упрочняющих видов обработки высадочного инст-руменга, таких как полирование, ультразвуковая обработка, электроискровое упрочнение, поверхностно-пластическая деформация, электролитическое полирование, выявлено, что наиболее подходящими для условий ОАО «ММК-МЕТИЗ» оказались 2 способа: поверхностно-пластическая деформация (ППД) и электролитическое полирование.
С целью исследования влияния этих двух способов обработки на повышение стойкости высадочного инструмента были изготовлены 2 лабораторные установки.
Для метода ППД был сконструирован многошаровый обкатник, позволяющий в процессе упругой деформации корпуса обкатника обеспечить по сравнению с жесткими обкатниками равномерную пластическую деформацию как в радиальном, так и в осевом направлениях.
Режимы обкатки шариками приведены в таблице.
s, мм/об V, м/мин Р. н Диаметр шарика, мм
0,06-0,20 50-80 2000-3000 4-10
Исследования показали, что в процессе обкатки шариком наибольшее влияние на шероховатость оказывает величина подачи (рис. 1).
3,2 п 2,4
5 ü
* 1,6
6
0,8 0
0,1
0,2 0,3 Б, ММ/об
Рис. 1. Влияние подачи при обкатке на шероховатость поверхности для стали Р6М5
0,4
Наибольшее увеличение шероховатости наблюдается при величине подачи более 0,2 мм/об. Установлено, что оптимальным режимом обкат -ки пуансонов из стали Р6М5 является: 8=0,1-0,2 мм/об; У=50-80 м/мин; Р=2700-3000 Н/мм.
Повышение стойкости пробивных пуансонов по результатам промышленных испытаний в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» составляет 1,3 раза по сравнению с заводской нормой стойкости (рис. 2).
Промышленное внедрение упрочнения пробивных пуансонов методом многошаровой об -катки не требует больших затрат и сложного оборудования. Реализация процесса обкатки может быть выполнена на токарном станке с использованием многошарового обкатника.
Другим эффективным способом повышения стойкости высадочного инструмента является применение электролитического полирования. В лабораторных условиях исследованы различные составы электролитов (№ 1: Н3РО4 - 90%, СЮз - 10%; № 2: Н2О - 20%; СЮз - 5%; Н3РО4 - 48%; Н28О4 -27% и др.).
Наиболее подходящим электролитом оказался электролит состава № 1.
Исследовано влияние параметров режима электрополирования от различных факторов (рис. 3) с
п Кол-во гаек после
обработки обкаткой в Кол-во гаек до обработки обкаткой
1 2 3 4 5 6 7 8 Номер пуансона
Рис. 2. Сравнительная гистограмма стойкости пробивных пуансонов до и после упрочнения обкаткой
Повышение стойкости высадочного инструмент.
Огарков Н.Н., Залетов Ю.Д., КанаевД.П., МинькоД.И.
целью выбора оптимального режима электрополирования.
Оптимальным режимом для промышленного электрополирования инструмента является:
и=12 В; I=20-40°С; тобр=15-20 мин: 7=6-7 А. Плотность тока 0,8-2,0 А/см2.
Результаты лабораторных исследований были учтены при разработке конструкции промыш-
График зависимости плотности тока от напряжения при обработке Зависимость температуры
стали Р6М5 в электролите 1 электролита от напряжения
о с с
о <
2,5 2
2 1,5 ? 1 0,5 0
5 6 7 8 9 10 11 12 13 Напряжение и, В
Динамика изменения плотности тока при увеличении времени выдержки образца в электроп ите
0,12
0,08
0,04
О 80
о с с
0123456789 10 Время в ыдержки образца в электролите 1,
го
н го го ь
5
с о
з
«и ¡2 20
I— ш с
т п
60
40
7
8
9
10 11
12
Напряжение и, В
Динамика изменения температуры электролита при увеличении времени выдержки
о
га ° _
га
ш с
45 40 35 30 25 20
0 1
8 9 10
Время выдержкиобразца в электролите 1, мин
Рис. 3. Параметры режима электрополирования
Рис. 4. Схема установки электролитического полирования: 1 - емкость; 2 - крышка; 3 - кислотостойкая резина; 4 - катод; 5 - резиновая опора; 6 - электролит; 7 - обрабатываемый инструмент; 8 - втулка; 9 - зажимной болт; 10 - штатив (анод)
о
с;
о
21Ш ■1500 Ш0 5X1 0
- 2 ?. 4 5 6 7 * Номер пуансона Рис. 5. Сравнительная гистограмма стойкости пробивных пуансонов для гаек М16 до и после упрочнения электролитическим полированием
□ \ол во гаек п.хпе ::11: и|1:)-литг есюго полировенкя ■ Ки.п-ЕО пае-(¿о
:| 1:л:н:1 пич:::-I■:■: ■ с I ншрсимш:.
5
6
0
ленной установки для электрополирования инст-руменга (рис. 4) и подборе режимов обработки инструме нга.
Конструкция промышленной установки для электролитического полирования высадочного и штампового инструмента учитывает возможность её размещения в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ » и экологические требования по безопасности работы. Промышленная установка позволяет одновременно обрабатывать сразу несколько инструментов.
Промышленные испытания на стойкость пробивных пуансонов с электролитическим полированием показали увеличение стойкости для
гайки М16 в среднем в 1,8 раза по сравнению с заводской нормой стойкости (700 кг/пуансон) (рис. 5).
Проведенные исследования подтвердили, что в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» наиболее эффективными способами отделочно-упрочняющей технологии высадочного инструмента являются: поверхностно-пластическая деформация (ППД) и электролитическое полирование [5].
Результаты выполненной работы могут быть использованы для повышения стойкости высадочного инструмента на других предприятиях метизной промышленности.
Библиографический список
1. Попилов Д.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1982. 400 с.
2. Байсупов И.А. Электрохимическая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1988.
3. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.
4. Огарков H.H., Бондаренко И.Ф. Физико-химическая обработка материалов: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2003. 47 с.
5. Малышева Н.С., Белан А.К. Математическая модель формоизменения металла при поперечном выдавливании // Вестн. МГТУим. Г.И. Носова. 2006. № 1. С. 11-13.
