Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Основной источник экономической эффективности ремонта заключается в восстановлении изношенных деталей. Восстановление деталей машин обеспечивает экономию высококачественных металла, топлива, а также рациональное использование энергетических, трудовых, природных ресурсов и охрану окружающей среды.
Одним из переходов при холодной объемной штамповке является обрезка, используемая для формирования многогранной или сложной формы головки стержневой детали. Данный переход формирования головки осуществляют инструментом, называемым «обрезной пуансон» [1].
Обрезные пуансоны выходят из строя, в основном, вследствие износа и изменения размеров по диаметру, так и из-за выкрашивания вблизи рабочей кромки [2].
Во время работы обрезного пуансона происходит изнашивание режущих кромок и задних поверхностей. Обрезной пуансон с затупленными режущими кромками и деформированными или выкрошенными гранями создает дополнительную нагрузку на инструмент, приводит к повышению усилия при обрезке и влияет на шероховатость поверхностей граней обрезанной головки детали [3]. Износ обрезного пуансона увеличивает размер головки болта «под ключ» с образованием задиров и заусенцев на опорной поверхности головки. Вследствие износа или выкрашивания возможно залипание на режущей части пуансона «обсечки», образующейся при обрезке заготовки.
Вследствие необходимости частой замены изношенных пуансонов (до 2–3 пуансонов на станок за смену) поставили задачу восстановления режущих способностей пуансона и оценки возможности ее осуществления [4]. Это приведет к повышению производительности и уменьшению себестоимости изготовления метизов.
В результате анализа различных финишных видов обработки высадочного инструмента, таких как полирование, ультразвуковая обработка, электроискровое упрочнение, поверхностно-пластическая деформация, электролитическое полирование, выявлено, что наиболее подходящими для восстановления рабочей части обрезного пуансона предложили использовать метод пластической деформации — обкатывание [5].
Для изучения процесса восстановления обрезного пуансона и определения размеров очага деформации исследовали влияние:
Формоизменение металла около режущей кромки исследовали при обкатке ряда образцов диаметром 30 мм, изготовленных из стали У10 с твердостью HRC 59-61, HRC 56-59, HRC 53-56. Был зготовлен инструмент — обкатник, в рабочую зону которого устанавливали инденторы из твердого сплава Т15К6 диаметром 4, 6 и 8 мм. Обкатник имеет конусный хвостовик с конусом Морзе № 2 для установки в шпинделе станка. Данный обкатник относится к инструментам с «жестким» контактом между деформирующим инструментом и обрабатываемой поверхностью.
Обкатку образцов осуществляли на вертикально-сверлильном станке модели 2Н125.
Перед началом планирования эксперимента составили перечень факторов, оказывающих влияние на размеры очага деформации: усилие деформирования, твердость образца; диаметр индентора; размер фаски образца по передней поверхности.
Далее определили уровни, а также интервалы варьирования исследуемых факторов.
Перед проведением исследований имерили на микроскопе БМИ:
Для повышения точности расчетов замеры все размеры произвели в двух-трех точках.
После закрепления образца на рабочем столе перемещением рукоятки механизма подач станка осуществили подвод обкатника до непосредственного контакта с обрабатываемой поверхностью. Обкатывание осуществляли за четыре оборота. В процессе обработки обкатник с деформирующим элементом — индентором, находящимся в контакте с обрабатываемой поверхностью, совершал вращательное движение.
После обкатывания на образцах были измерены размеры фаски, диаметр отверстия и высоту продеформированных образцов. Для повышения точности расчетов все замеры производились в двух-трех точках.
Анализ результатов визуального осмотра и измерений показал, что в процессе обкатывания происходит пластическое деформирование металла. А на внутренней (задней) поверхности режущей части образца заметна область продеформированного металла непосредственно под режущей кромкой.
Результаты проведенных экспериментов показали, что в большей степени на величину деформирования и, как следствие, изменения диаметра отверстия образца оказывает влияние усилие деформирования P, твердость образца, в меньшей — размер фаски образца. На величину уменьшения высоты образцов в большей степени оказывают влияние диаметр индентора, твердость образца, в меньшей — размер фаски образца. На величину размера фаски в большей степени оказывает влияние усилие деформирования, твердость образца, диаметр индентора, в меньшей — размер исходной фаски образца.
Таким образом, сделан вывод, что уменьшение диаметра отверстия пропорционально усилию деформирования, обратно пропорционально твердости и диаметру индентора, а размер исходной фаски влияет незначительно.
Проведенные исследования подтверждают гипотезу о том, что метод пластической деформации — обкатывание, позволяет восстанавливать размеры рабочей части обрезных пуансонов.
