Semenov E.I., i dr. (red.) Kovka i shtampovka. Spravochnik. Tom 4 (Mashinostroenie, 1987)(ru)(L)(T)(273s) (813579), страница 97
Текст из файла (страница 97)
!о. Прмморы вузмсовов м мэтров вы бных шт ввозному зсгвровзмвю ру ных штампов, воавзргвсмых ззозтрозро- гировання твердым сплавом рекомендуется сошлифовать с поверхности детали слой толщиной не более 0,005— 0,01 мм н довести шероховатость поверхности упрочненного слоя до /(а ~( ( 0,63 мкм. Штампы для вырубки листов магиитопроводов электродвигателей 4А-71, 4А-80 н 4А-90 с упрочненными режущими кромками (элементами) на прессах РАЗ).-160!2 н РР-250 показали повышение стойкости в 1,5 — 3 раза.
Внедрение электроискрового легирования пуансонов и матриц штам. пов для пробивки отверстий в иэделиях из стали 65Г в горячем состоянии на полуавтоматической линии позволило увеличить стойкость пуансонов из стали 5ХНТ в 4 раза. Наиболее высокую стойкость имели пуансоны после электронскрового легироваиия сплавом ВК8 на установке ЭФИ-46А с предварительной обработкой рабочих поверхностей графитовым электродом марки ЭГ-4. Поверхностное пластическое дгфармирааакиг. Сущность метода поверхностного пластического деформировання (ППД) состоит в том, что под давлением движущегося деформирующего элемента (ролика, шарика, выглаживателя и др.) металл высту ов неровностей и тонкого поверхностного слоя в месте контакта с деформирующим элементом, находясь в условиях объемного напряженного состояния, пластически деформируется н перемещается, затекая в смежные впадины и выдавливаясь из иих вверх.
В результате образуется качественно новая поверхность с неровностями специфической формы, которую нельзя получить при лезвийиых и абразивных способах обработки. Вновь образованный мнкрорельеф упрочиенной поверхности 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 рабочих поверхностей д талей. По данным В. А. Пышкина, в результате комплексного упрочиения матрицы и нижней плиты вырубнаго штампа, предназначенного для штамповки гаек толщиной 6 мм из стали СтЗ, его стойкость повысилась в 2,6 раза (с 8000 до 22 000 вырубленных деталей). Упрочнение готовой поверхности матрицы в зоне контактного пояска проводили обкаткой шариком, а ее рабочего отверстия — дорноваинем иапроход с натягом 0,15 — 0,20 мм.
Как известно алмазное выглаж ива вне улучшает поверхностный слой. Исследовано влияние алмазного выгллживания боковой рабочей поверхности пуансонов из стали УЗА, термообработаниых до НПС 52 — 56 и шлифованных, иа их стойкость. Шероховатость поверхности рабочей частя /7а = 1,2 †: †: 0,8 мкм. Исходная величина технологического зазора между матрицей и пуансоном составляла г, = 5 % и г,= 7,5%. Результаты производственных стой- костных 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, что после пробивки 40 тыс, отверстий износ выглаженных пуансонов примерно в 2,5 раза меньше, чем шлифованных. Повышение износостойкости выглаженных пуансонов объясняется упрочнеиием металла в тонких поверхностных слоях, улучшением условий смазывания и теплоотвода из зоны пластической деформации. Обработка электроэразиоккым методом. Нормативное значение шероховатости рабочих поверхностей разделительных штампов, изготовляемых традиционным слесарно-механическим способом, составляет /7а = 0,16 †: †: 0,63 мкм. При такой шероховатости поверхность имеет направленное расположение неровностей, плохо удерживающих смазочный материал, и примерно одинаковые физико-механические свойства поверхностных и приповерхностных слоев металла.
При электроэрозионной обработке разделительных штампов параметры шероховатости составляют от /(а = = 6,3 мкм на черновых режимах (энергия импульса 0,08 Дж) до /(а = = 1,2 †: 2 мкм на чистовых (энергия импульса 0,002 Дж). Прн этом глу- 469 ШТАМПОВ стойкость сторгкость штлмпов д', мнм Вя,ннм 5,О гго 1,О гоо я) Н,ннн во го гоо 255 555 4ОО 454 Ю,тнх,Наняв НННВ б) Рмс, 13. Эввисммасть мерахаавтастя яа (а) м зяиеймага мзмасв й гб) ат чясзв цяялав АГ мвгружвияй Азя сталей; 1 — У8; 2 — Х 12М после слвсзряа.мвхзиячвсяай абрвбатяи; 3 — У8А: 4 — Х12М после элеятраэразиаияай обработки с эявр.
гней ямпульсз 0,003 Дж; 5 — Х)2М после элекграэразяаяиай абрзбатяя с энергией ммяулэсз 0,014 Дж;  — УВА после сяасвряа.мехвяяческай обработки яря энс. ялувтвияя в рввльяых усяавяях; г— Х 12М после эзеягразразнаняай абрвбатяя « эяергявй ямяульсв 0,008 Дж яря зясазузтз 1ни в рвззьяыт усяавяял бина зоны термического влияния составляет от О,!5 мм на черновых режимах до 0,01 мм на чистовых. При электроэрозионной обработке разделительных штампов образуется характерная лунчатая поверхность с ненаправленно расположенными неровностями, хорошо удерживающими смазочный материал, и различными физико-химическими свойствами поверхностных и приповерхностных слоев материала. В настоящее время при изготовлении разделительных штампов поверхности, полученные после обработки электроэрозионным методом, доводят до норм на шероховатость поверхностей, полученных традиционным способом.
При этом удаляется специфический поверхностный слой, образованный при электровроэионной обра- ботке, существенно повышается трудоемкость изготовления рабочих деталей штампа и удлиняются сроки технологической подготовки производства. Зто нерационально, так как при этом не используются все возможности электроэрозионного метода, ибо поверхности, полученные после электроэрозионной обработка, обладают повышенной эксплуатационной стойкостью. В процессе иагружения рабочих частей штампа поверхности трения независимо от первоначальной шероховатости приходят к одной шероховатости, присущей данным условиям трения (рис. 13).
В дальнейшем с увеличением числа циклов нагружения шероховатость этой поверхности не изменяется. Происходит как бы саморегулирование шероховатости поверхиоати. Если поверхности не подвергались электроэрозионной обработке, то линейный износ (рис. 13, б) образцов из стали У8 примерно в 2 раза выше, чем образцов из стали Х 12М. После электроэрозиоииой обработки линейный износ уменьшается в 3 — 5 раз и значительно уменьшается разница в износе различных сталей. Увеличение энергии разряда при электроэрозионной обработке увеличивает глубину измененного слоя и число циклов нагружения, после которых начинается изнашивание, характерное для данного материала.
Экспериментальные данные стойкости вырубных штампов подтверждают результаты исследований на моделях (образцах). Лля электроэрозионной обработки вырубных штампов большое значение имеет тот факт, что рабочие поверхности вырубного штампа независимо от первоначальной шероховатости в процессе взаимодействия с вырубаемым материалом приходят к одной шероховатости, характерной для данных условий трения.
Это позволяет изготовлять вырубные штампы с большей шероховатостью поверхности, чем та, которая устанавливается в процессе трения, что экономически более целесообразно, вследствие существенного снижения трудоемкости изготовления рабочих частей штампа при применении более производительных режимов обработки н исключении дорогостоящих доводочных работ. Сохранение на рабочих деталях штампа поверхностного слоя, полученного злектроэрозионной обработкой. имеющего более благоприятные физико-химические свойства и специфические форму и расположение неровностей, позволяет в 3 — 5 раз повысить его стоикость. Поверхностное унрочнвниг режущих кромах с помощью лизери.
К числу новых перспективных способов поверхностного упрочнення материалов следует отнести термическую обработку с помощью оптических квантовьж генераторов (лазеров). Для термической обработки рекомендуется применение газовых лазеров мощностью 1 — 5 кВТ. При лазерной обработке в большом диапазоне скоростей перемещения луча иа поверхности образцов достигается температура, достаточная для перекристаллизации. Процесс лазерного упрочиения имеет ряд особенностей, выгодно отличающих его от других методов упрочнения: нолучение на поверхности материала слоя с заданными свойствами путем введения легируюших элементов; локальность процесса упрочнения; применение в качестве финишной операции, так как коробление при лазерной обработке отсутствует; получение заданной шероховатости поверхности; повышение коррозионной стойкости поверхностных слоев: автоматизация процесса обработки; высокая культура производства.
На рис. 14 приведен график, иллюстрирующий изменение глубины упрочненного слоя от плотности мощности лазерного излучения для некоторых инструментальных сталей, применяемых для изготовления рабочих деталей разделительных штампов. Максимально достижимая глубина упрочнениого слоя составляет 100 †1 м«м В целях повышения стойкости разделительных штампов упрочнению подвергают режущие кромки как пуансонов, так и сопрягаемых с ними режуших кромок матриц Упрочнение режущих кромок матриц осуществляется с использованием линейной схемы упрочнения, когда зоны воздействия лазерных импульсов, следующих последовательно друг за другом, располагаются с определенным перекрытием 4 у 5 Югрз Рнрн Ряс. 14.
Зависимость глубины уарачяе»- ного слоя яяструм ятвзьяы сталей ат язатяастя мащяастя звзеряага излучения: ! — У8; .' — 0ХС: 3 — ХВГ; 4 — ШХ16; 5 — Х1)М в один ряд вдоль рабочей кромки. Производственнме испытания комбинированных упрочиенных штампов (пуансоны нз стали У8А, матрицы из стали Х(2М) с глубиной и микротвердостью упрочненного поверхностного слоя соответственно 120 мкм н 12 000 МПа, предназначенных для штамповни высококремнистой электротехнической стали, показали повышение стойкости между переточками в 5 — 7 раз (100 — 140 тыс, нагружений вместо 20 тыс. на штампах без упрочнения). При штамповке на быстроходных прессах применение лазерного упрочнения обеспечивает повышение стойкости штампов в 2 — 3 раза.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
