18 Мая 2018

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ШТАМПОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ СЛОЖНОКОНТУРНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ МАЛЫХ СЕЧЕНИЙ (Монография, часть 47)

(читать ЧАСТЬ 46)

  • использование для изготовления инструментов заготовок твердых сплавов, которые прошли тщательный лабораторный анализ на соответствие всех требований технических условий;
  • использование специальных устройств в конструкции пресса и схеме штампа, ограничивающих величину входа пуансонов в окна матрицы;
  • тщательный контроль правильного исполнения угла освобождения рабочих полостей окон составных матриц в штампе;
  • уменьшение колебания значений механических характеристик разделяемого материала. Данное влияние заготовки (ленты) можно уменьшить разрезанием исходной заготовки на полоски с минимально возможной шириной. Для этого необходимо соответственно корректировать ширину раскроя ленты;
  • соблюдение абсолютной чистоты поверхностей стола и нижней плоскости ползуна пресса, а также плоскостей верхней и нижней плит штампа перед каждой установкой штампа;
  • правильное регулирование зазора между штампуемой лентой и направляющими планками штампа;
  • применение очищающих устройств поверхности ленты перед ее заходом в направляющие планки штампа;
  • усовершенствование способов подачи СОТС в зоны разделения ленты;
  • усовершенствование режимов отладки штампа и оптимизация рабочих режимов штамповки в зависимости от конструкций ПРШПД;
  • повышение квалификации обслуживающего персонала. 

6.7. Методологические принципы создания надежных конструкций прецизионных разделительных твердосплавных штампов 

На основании исследования [71] данных об опыте проектирования, изготовления, эксплуатации рассматриваемых штампов, принципы создания надежных конструкций можно поделить на конструктивные, технологические и эксплуатационные.

К конструктивным принципам можно отнести:

  1. Принцип приближения требований к функционированию деталей конструктивных узлов к одноименным требованиям к деталям технологических узлов.

Предусматривает ужесточение конструктивных требований к деталям конструктивных узлов до уровня одноименных требований к деталям технологических узлов (например, требования к точности изготовления матрицедержателя максимально приближены к точности изготовления вставной матрицы) [23].

  1. Принцип совмещения функций деталей конструктивных узлов с функциями деталей технологических узлов.

Предусматривает создание конструкций, у которых имеются комплексные детали, выполняющие функции 2-3 отдельных деталей (например, комплексный съемник, выполняющий одновременно функции и собственно съемника, прижима и верхней плиты [23]).

  1. Принцип наибольшего приближения горизонтальных периферических масс конструктивных и технологических деталей к линии, параллельной направлению раскроя и проходящей через центр давления штампа (например, верхняя плита и съемник- прижим в местах расположения направляющих узлов должны иметь минимум материала [22]).

Принцип наибольшего приближения вертикальных периферических масс конструктивных и технологических деталей одновременно к плоскости 

  1. разделения (зеркалу матрицы) и к центру давления штампа. Данный принцип осуществляется преимущественно за счет уменьшения длины рабочих верхних инструментов (пуансонов) и высоты матричных вставок до гранично-допустимых размеров [22].
  2. Принцип граничной дифференциации технологических переходов штамповки. Предусматривает максимально возможное упрощение геометрической формы рабочего профиля инструмента (вставок и пуансонов) с целью уменьшения трудоемкости и стоимости их изготовления и ремонта, а также повышения их стойкости, т. е. надежности. Данный принцип означает увеличение количества инструментов, а, следовательно, и длины раскроя в гранично-допустимых пределах (ограничение по массе штампа), после которых наступает целесообразность создания нескольких блочных конструкций, заменяющих в совокупности один штамп.

К технологическим принципам можно отнести:

  1. Принцип совершенствования контроля управляемых технологических факторов. Данный принцип осуществляется путем совершенствования методов контроля характеристик штампуемого материала, а также характеристик материала инструментов [2].
  2. Принцип ограничения количества и пределов изменения влияющих управляемых технологических факторов. Осуществляется путем сведения к минимуму влияния таких факторов (предел прочности разделяемого материала, толщина разделяемого материала, скорость штамповки [2]).

Принцип ограничения количества и пределов изменения трудноуправляемых влияющих технологических факторов. Осуществляется сведением к минимуму влияния таких факторов (точность работы оборудования (пресса), погрешности движения заготовки разделяемого материала в направляющих элементах штампа, колебание режущего зазора по контуру сопряжения пуансон-матрица в процессе нагружения штампа, нестабильность трения отходов и их

  1. заедание в рабочей полости матрицы при их проталкивании; колебание общего и локального усилия давления прижима на плоскость штампуемого материала; колебание локального предела прочности твердого сплава инструмента на изгиб и других его механических характеристик [24].

К эксплуатационным принципам можно отнести:

  1. Принцип ограничения нарушений технологического процесса прецизионной штамповки из-за влияния факторов, действующих вне технологической системы пресс-штамп. Осуществляется сведением к минимуму влияния факторов, действующих извне системы пресс-штамп (поверхностные загрязнения прецизионной ленты инородными включениями разного происхождения; отсутствие смазочно- охлаждающего технологического средства (СОТС) или неэффективное его подведение в зону разделения материала, несоответствие марки СОТС требуемой).
  2. Принцип ограничения нарушений технологического процесса и правил эксплуатации технологической системы пресс-штамп обслуживающим персоналом. Осуществляется сведением к минимуму влияния факторов, исходящих от нарушений в работе персонала, обслуживающего систему пресс-штамп (неточная установка штампа на прессе, неправильная наладка системы пресс-штамп, нарушение технологических режимов эксплуатации системы).

Факторы, относящиеся к эксплуатационным принципам, по своей природе близки к трудноуправляемым технологическим факторам. Данные принципы не являются исчерпывающими и могут быть дополнены новыми в процессе создания новых конструкций ПРШПД и технологий прецизионной штамповки.

Эмпирическими зависимостями, показывающими связи между отдельными параметрами конструкции штампа, параметрами технологического процесса прецизионной штамповки тонколистовой детали сложного контура (ТДСК)

 

усталостного и статического разрушений, а также согласно критериев трещиностойкости.

7.8. Оценки несущей способности сложноконтурных инструментов ПРШПД позволяют установить их соответствующие геометрические параметры и формы и спроектировать экономический раскрой ПРШПД.

7.9. Адгезионный износ рабочих кромок сложноконтурных твердосплавных инструментов ПРШПД протекает неравномерно по контуру инструмента и вызывает появление заусенцев на поверхностях элементов ТДСК а также выход отходов на поверхность зеркала матрицы путем вытягивания рабочими торцами пуансонов.

7.10. Оценки одностороннего бокового износа инструментов позволяют прогнозировать надежность работы ПРШПД по рассматриваемому критерию.

7.11. Оценки предельных значений чисел нагружений инструментов ПРШПД до возможного выхода отходов дают возможность прогнозировать надежность работы ПРШПД по рассматриваемому критерию.

7.12. На основе разработанных рекомендаций выбора геометрических форм контуров в раскрое ПРШПД можно проектировать оптимальные геометрические параметры раскроя ПРШПД по критерию износа инструментов и критерию выхода отходов из матричных окон.

7.13. Точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей ТДСК определяется установленным перечнем геометрических и силовых факторов конструкции, раскроя ПРШПД и технологического процесса штамповки.

7.14. Полученная оценка надежности работы ПРШПД по критерию устойчивой точности размеров ТДСК в процессе ее штамповки позволяют прогнозировать данную надежность на стадии проектирования штампа.

7.15. Оценка остаточного искажения формы плоскости ТДСК позволяет прогнозировать надежность работы ПРШПД по рассматриваемому критерию на стадии его проектирования.

7.16. Полученная оценка надежности работы ПРШПД по критерию устойчивости точности геометрической формы внутренних элементов ТДСК позволяет прогнозировать данную надежность на стадии его проектирования.

7.17. Для обеспечения стабильности получения точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей ТДСК в процессе ее штамповки установлены оптимальные геометрические и механические параметры конструкции ПРШПД и процесса штамповки ТДСК, которые позволяют прогнозировать надежность работы ПРШПД по указанным критериям точности на стадии его проектирования.

7.18. Общим комплексным фактором, влияющим на надежность работы ПРШПД по критериям объемной, поверхностной прочности инструментов, а также устойчивой точности штамповки ТДСК является жесткость всего штампа, его узлов и отдельных деталей.

7.19. На основе оценки возможных микроперемещений кромок инструментов решается проектная или проверочная задача при проектировании плоских деталей-обойм, технологических узлов штампов.

7.20. На основе исследований конструктивных особенностей работы ПРШПД предложены оптимальные схемы верхних технологических узлов штампа.

7.21. Для создания трансформативных конструкций ПРШПД разработаны алгоритмы стадий их проектирования.

7.22. Предложены методологические принципы создания надежных конструкций ПРШПД.

7.23. Данные автора по исследованию результатов внедрения всех перечисленных рекомендаций, включая стадии проектирования, изготовления и эксплуатации

исследуемых штампов позволяют сделать вывод о повышении их надежности в виде показателя t h  в среднем на 25%.

(читать ЧАСТЬ 48)