ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ВЫТЯЖНЫХ ПУАНСОНОВ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»



ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Таблица 6

Результаты расчета по формулам (1) и (8)

S, мм V эксп ^(1) (8) Погрешность (1) Погрешность (8)

1 1800 3300 1828 83,33% 1,53%

2 1400 2184 1354 56,00% 3,28%

3 1200 1833 1280 52,75% 6,65%

4 1100 1536 1099 39.64% 0.06%

4 1500 1715 1373 14,33% 8,49%

5 1400 1556 1411 11,14% 0,77%

6 1300 1380 1348 6,15% 3,68%

I = 263,35% I = 24,46%

Формула для определения скорости узкоструйной плазменной резки углеродистой стали на установке Н^осив 130, плазмообразующий газ - кислород 02, вихрезой газ - 02.

е"°*'(1//)и8

?0,17(М).38И'/в5))

(7)

Формула для определения скорости узкоструйной плазменной резки алюминиевых сплавов (AIMg) на установке HiFocus 130, плазмообразующий газ - воздух, вихревой газ - (N2/N2H2):

еЭ67(1//)046

g0.17(t-1.62lnf/85)

(8)

Вывод

Предложены аналитические зависимости (6) - (8) для определения скорости узкоструйной плазменной резки углеродистой стали и алюминиевых сплавов. Погрешность этих зависимостей очень мала по сравнению с (1 ), что позволяет рекомендовать эти зависимости для определения скорости узкоструйной плазменной резки на практике.

Список литературы

1. Горбач В.Д. Технологическое проектирование корпусо-обрабатывающ/ix цехов судостроительных предприятий/ В.Д. Горбач, A.A. Васильев, D.M. Левшанов, P.C. Нисенбаум - СПб.: ФГУП «ЦНИИТС», 2005.

2. Мартынов А.Н. Методы экспериментального изучения технологических процессов в машиностроении: учеб. пособие/ А.Н. Мартынов, Г.Ф. Тютиков. - Пенза, 1S79.

3. Сайт www.kjellberg.de

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ВЫТЯЖНЫХ ПУАНСОНВВ

В. П. ГИЛЕТА, доцент, канд. техн. наук, В. Б. АСАНОВ, доцент, канд. техн. наук, А. И. БЕЗНЕДЕЛЬНЫЙ, доцент, канд. техн. наук, НГТУ, г. Новосибирск

В промышленности широко используются тонкостенные детали, полученные глубокой вытяжкой. При этом в

значительной степени качество полученных изделий зависит от состояния поверхностного слоя инструментов для вытяжки, в особенности пуансонов. Так как пуансоны работают в условиях больших давлений и температур, то они подвергаются износу и даже повреждению трущихся поверхностей в виде борозд, вырывов металла, направленных вдоль главнсго движения инструмента. Исключение таких нежелательных явлений производится обычно выбором материала инструмента и их химико-термической обработкой, подбором смазки и другими технологическими и эксплуатационными методами. Проблеме повышения стойкости инструментов для холодного выдавливания и, как следствие, качеству получаемых изделий посвящается настоящая статья.

Обзор литературы показал, что существуют различные методы упрочнения химико-термической обработкой (цементирование, цианирование, хромирование и др.) в комбинации с поверхностным пластическим деформированием (ППД) шариками, роликами, дробью, которые повышают износоустойчивость и усталостную прочность деталей машин и инструментов.

Однако упрочнение азотированных сталей методами ППД считалось нецелесообразным из за высокой твердости и хрупкости азотированного слоя [1]. В работе [2] впервые были показаны основные особенности поверхностного упрочнения тяжело нагруженных деталей машин из высокопрочных сталей после азотирования с последующей обкаткой роликами. Используемые после азотирования методы ППД не исчерпывают возможностей материала к упрочнению ввиду того, что кинематические и термодинамические характеристики, присущие этим методам, не позволяют достигать высоких степеней и скоростей деформаций. Поэтому научный и практический интерес представляет изучение воздействия импульсного нагружения с высокой частотой на азотированную поверхность. Исходя из сказанного были рассмотрены следующие вопросы

1. Возможность упрочнения азотированных поверхностей пластическим деформированием с наложением ультразвуковых колебаний на инструмент (УЗО).

2. Влияние режимов упрочнения на качество поверхностного слоя.

№¿(37)2007 1 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ

3. Влияние комбинированною меюда упрочнении (азотирование + УЗО) на эксплуатационные свойства вытяжных пуансонов.

Исследование процесса УЗО производилось на кольцах из материала Х12М, подвергнутых азотированию на глубину 0,07.. .0,15мм. Микротвёрдость после азотирования, измеренная на микротвёрдомере ПМТ-3 при нагрузке 100 грамм (1 Н) составила Я100 = 9000...9500 МН/м2, шероховатость поверхности Яя =0,5...0,55 мкм (измерение производилось на профилографе-профилометре модели 252).

Варьируемыми параметрами режима УЗС выбирались : статическая нагрузка (Рст), радиус инструмента из синтетического алмаза типа АСПК (г), скорость вращения детали (V), подала инструмента (S). Они изменялись в следующих пределах : Рст от 100 до 250 Н, У от 80 до 130 м/мин, S от 0,07 до 0,14 мм/об, г от 2 до 4 мм. Частота и амплитуда колебаний инструмента оставались неизменными (f = 44 кГц, 2А = 12 мкм). Процесс обработки происходил в условиях обильной смазки индустриальным маслом 20. Оптимизация режимов обработки осуществлялась по двум основным пара-мэтрам, характеризующим качество поверхностного слоя: шероховатости (Яа, мкм) и микротвёрдости (Н100), МН/м2. Оптимальными режимами УЗО принимались такие, которые обеспечивали минимальную шероховатость и максимальную микротвёрдость. Этим условиям соответствовали: Рст = 250Н, V= 80...100 м/мин, S = 0,10 мм/об и радиус инструмента г = 4 мм. При таких режимах обработки шероховатость поверхности азотированных образцов уменьшилась с исходной до Яа = 0,20...0,24 мкм, что позволило убрать операцию полирования после азотирования, а микротвердость возросла до Н100 = 11000... 11500 МН/м2. При этом следует отметить, что на поверхности при значительном снижении высоты микронеровностей образовался своеобразный микрорельеф в виде следов инструмента, оставшихся после ударов. Изменения физико-механических характеристик поверхностного слоя азотированных образцов должно было отразиться на эксплуатационных свойствах деталей машин и инструментов, работающих в тяжёлых условиях нагружения (износа и усталости). Это было подтверждено стендовыми и натурными испытаниями вытяжных пуансонах, обработанных после азотирования ультразвуковым инструментом. Испытания были сравнительными с азотированными и полированными.

Стойкости пуансонов, обработанных УЗО, после азотирования по сравнению с азотированными и полированными в реальных условиях вытяжки увеличилось в среднем в три раза.

Увеличение стойкости вытяжных пуансонов объясняется тем, что качество поверхностного слоя по геометрическим и физико-механическим характеристикам после УЗО является более предпочтительным, чем после азотирования и полирования. В поверхностном слое создаётся мелкозернистая структура однородная по поверхности, равномерно распределяются сжимающие остаточные напряжения, образуется специфичная микрогеоиетрия и субмикрогеометрия, происходит значительное увеличение микротвердости поверхности.

Извес-но, что пуансоны, применяемые на операциях свертки v вытяжки как с утонением так и без утонения стенки при значительных степенях деформации, склонны к образованию зон схва i ыванин вдоль образующей i iyan-сона. Зоны схватывания начинаются в очаге деформации и распространяются даль ше, приводя к вырыву, отпуску, резкому снижению шероховатости материала пуансона и налипанию на эти участки деформируемого материала. Регулярный микрорельеф посте УЗО на поверхности пуансонов, имеющий резервуары для удержания смазки, способствует разделению ювенильных поверхностей, препятствует образованию адгезионных связей и тем самым устраняет зоны схватывания.

Таким образом, исследованиями показано, что возможно пластическое деформирование с высокой частотой нагружения азотированных слоев. Комбинация процессов (азотирование плюс УЗО) приводит к формированию поверхностного слоя инструментов с благоприятными свойствами для эксплуатации в условиях больших контактных напряжений. Стойкость вытяжных пуансонов, обработанных на оптимальных режимах ьоз-росла более чем в три раза.

Список литературы

1. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин/ М.А. Балтер.-М.: Машиностроение, 1978.

2. Туровский М.Л. Упрочняющая обработка роликами азотированных стальных деталей/ М.Л. Туровский, P.A. Новик. //Вестник машиностроения. -1970.-№ 1 -С. 39-49.

3. Овсиенко А.Н. Комплексная технология повышения дшп иьечиос!и bbicüKOHäi руженных деталей турбин/А.Н. Овсиенко, A.B. Савлина, М.В. Синицин. //Автоматизация и современные технологии. -2006. -№ 4.

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА «ПРОГНОЗ-ТЕХНО» ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ КАЧЕСТВА ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ОТ ТЕХНОЛОГИИ ИХ НАПЫЛЕНИЯ

М.В. РАДЧЕНКО, профессор, доктор техн. наук, Ю.О. ШЕВЦОВ, профессор, канд. техн. наук, С.А. МАНЬКОВСКИЙ, инженер, С.Г.УВАРОВА, аспирант, АлтПГУим. И.И.Ползунова, г. Барнаул

При разработке новых технологических процессов создания упрочняющих л защитных покрытий на поверхности деталей машин и инструментов для оптимизации технологических параметров часто используют эмпирические зависимости, характеризующие влияние техно-

логических параметров на параметры качества создаваемых покрытий. Построение таких зависимостей, как правило, сопряжено с большими затратами времени и материальных ресурсов, поэтому достаточно часто применяют расчетные методы исследования с использова-

12 № 4 (37) 2007