$
to
щппа\ Ц а п % л ^ х а \<гшпш
ш
•Я •
тоссопокоВщнг|марко |
стали Ѵроіриль проката |
Пасса покодки,кг\Маока стали Шоашпь проката] |
'5.7 |
I Щ |
I g/20; Ф115 1 I |
2,g |
[ |
35 |
I |
P7fl |
777- ?n///.nJ шестерня 2-oß пере КГШПШОт Ш группа дачи Вторичного Bona
О 52,5
ими покаошг\Морка стали [Профиль прокат 25ХГМ ФВО
Рис. 10.25. Типовые поковки различных групп согласно классификации, приведенной в табл. 10.3
отмечаться при штамповке иных марок сталей на аналогичном обо рудовании.
А н а л и з в л и я н и я э к с п л у а т а ц и о н н ы х ф а к т о р о в н а
с т о й к о с т ь ш т а м п о в
От действия эксплуатационных факторов зависят рабочие тем пературы и напряжения в штампах, характер их износа. Изучение влияния различных эксплуатационных факторов на стойкость пред
ставляет интерес еще и потому, что условия службы |
отдельных |
штампов значительно различаются; это существенно |
отражается |
на их долговечности. |
|
Методы получения гравюры штампов, технологические колеба ния в процессе их изготовления варьируют незначительно и в рам ках предприятия мало сказываются на стойкости инструмента. Группа металлургических факторов приводит к существенному из менению стойкости лишь при грубых отклонениях от принятой тех нологии; влияние ее в общем случае не столь ощутимо по сравне нию с эксплуатационными факторами.
Имеются данные о влиянии колебанияч химического состава штамповой стали в пределах марки. Оценить* это влияние неслож но путем статистического анализа стойкости новых и возобновлен ных штампов, изготовленных из одной марки стали. Дисперсион ный анализ показателей ряда различных молотовых штампов сви
детельствует О' некотором |
превышении |
дисперсии, |
оценивающей |
колебания |
стойкости между штампами, |
над дисперсией, характе |
ризующей |
изменчивость |
между возобновлениями; при этом был |
получен низкий |
уровень |
значимости. В табл. |
10.4 приводятся дан- |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 10.2 |
Классификация |
молотовых |
штампов по основным |
причинам |
выбраковки |
Группа
штампов
Мелкие
Средние
ающи лота,: |
гампа |
н |
в |
S |
|
|
О |
|
|
|
<а |
с |
id |
|
|
|
5^ |
|
С |
« |
° |
а |
2 s |
О |
ё і |
|
с |
8 |
|
|
|
Масса частей |
Высот; |
Твердо мообра |
Масса |
До |
1,6 |
До 300 |
2,9—3,25 |
До 2 |
1,6—3,0 |
275—375 3,2—3,4 |
1,5— |
|
|
|
|
|
15 |
О R н |
|
івлени ыс. ш |
Причины выхода штампов |
л к |
н |
из строя |
|
|
Стойке ДО ВОЗ' штамп |
|
10—50 Потеря формы и разме ров в результате мик ропластической дефор мации
5—30 Потеря формы и разме ров в результате макропластической дефор
Крупные С в ы ш е |
300—500 3,3—3,45 10— 1,5—10 |
мации, реже трещины |
Трещины, поломки |
3,0 |
100 |
|
I группа] Цапфа кожуха |
\КГЩП 2500 т |
|
|
попуоси |
|
|
|
ш |
230,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ѳ |
|
|
|
|
É |
|
|
|
|
m |
|
|
шсса потЧки,ю |
марка стали Ѵірофиль проката] |
|
15,7 |
ЧОХ |
0120; Ф115' |
|
|
Ш гриппа Ммец |
веоущей шее- К Г Ш П І 5 0 0 г |
Ф52.5 |
|
I |
I |
|
|
|
Я/4 ФІ20- |
- ^ . |
Т |
\MaccQ ткоВкимМарка сталиПрофиль прокатМасса покойщк^Марка |
сталиПрофит прокатаМасса ткоВкиММарка сталиШафидь проката |
t,5 |
25ХГМ |
080 |
I 45 |
ФВ5 |
Ч-5 |
фц.2 |
|
|
2A3 |
|
|
|
Рис. 10.25. Типовые поковки различных групп согласно классификации, приведенной в табл. 10.3
отмечаться при штамповке иных марок сталей на аналогичном обо
рудовании.
А н а л и з в л и я н и я э к с п л у а т а ц и о н н ы х ф а к т о р о в н а
с т о й к о с т ь ш т а м п о в
От действия эксплуатационных факторов зависят рабочие тем пературы и напряжения в штампах, характер их износа. Изучение влияния различных эксплуатационных факторов на стойкость пред
ставляет интерес еще и потому, что условия службы |
отдельных |
штампов значительно различаются; это существенно |
отражается |
на их долговечности. |
|
Методы получения гравюры штампов, технологические колеба ния в процессе их изготовления варьируют незначительно и в рам ках предприятия мало сказываются на стойкости инструмента. Группа металлургических факторов приводит к существенному из менению стойкости лишь при грубых отклонениях от принятой тех
нологии; влияние ее в общем случае не столь |
ощутимо по сравне |
нию с эксплуатационными факторами. |
|
|
Имеются данные о влиянии колебания |
химического |
состава |
штамповой стали в пределах марки. Оценить- |
это влияние |
неслож |
но путем статистического анализа стойкости новых и возобновлен ных штампов, изготовленных из одной марки стали. Дисперсион ный анализ показателей ряда различных молотовых штампов сви детельствует оі некотором превышении дисперсии, оценивающей колебания стойкости между штампами, над дисперсией, характе ризующей изменчивость между возобновлениями; при этом был получен низкий уровень значимости. В табл. 10.4 приводятся дан-
Классификация
Группа |
падающих молота,Т |
штампов |
|
|
Масса частей |
молотовых штампов по основным
штампа,Высота мм |
Твердостьпосле тер |
, мм |
поковок,Масса кг |
Стойкостьпоковок возобновлениядо штампа,тыс. шт. |
мообработкиd |
|
|
rJ( |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
Q |
|
|
Т а б л и ц а 10.2
причинам выбраковки
Причины выхода штампов из строя
Мелкие |
До 1,6 |
До 300 2,9 - 3,25 |
До 2 |
10—50 |
Потеря |
формы и |
разме |
|
|
|
|
|
ров в |
результате |
мик |
|
|
|
|
|
ропластической |
дефор |
Средние |
1,6—3,0 |
275—375 3,2—3,4 |
1,5— |
5—30 |
мации |
формы и |
разме |
Потеря |
|
|
|
15 |
|
ров в результате мак- |
|
|
|
|
|
ропластической |
дефор |
Крупные |
С в ы ш е |
300—500 3,3—3,45 |
10— |
1,5—10 |
мации, реже трещины |
Трещины, поломки |
|
|
3,0 |
|
100 |
|
|
|
|
ные анализа для молотового штампа шатуна. Эмпирическое рас пределение стойкости является близким к нормальному, поэтому использован критерий Фишера.
F' и F" являются табличными значениями дисперсионного отно шения при 40%-ном уровне значимости соответственно для степе ней свободы 8 и 24; 3 и 24. Указанный уровень значимости озна чает, что подобные отклонения могут наблюдаться для выборок из
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
единой |
совокупности |
чаще, |
чем один раз из трех. |
Следовательно, |
различия не являются су |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щественными |
и |
должны |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
быть |
отнесены |
за |
счет |
І ' 2 |
|
|
о |
|
|
|
|
случайных |
колебаний |
в |
I |
|
А |
\ |
|
А |
|
|
|
частичных |
совокупностях. |
В |
|
|
|
А |
|
|
|
Таким |
образом, |
гипотеза |
•о |
|
• |
|
|
|
>• |
|
о неоднородности общей |
to |
|
|
|
|
|
|
|
|
совокупности, |
т. е. о |
су |
I |
* |
|
|
|
• о -t~- '-j |
|
o-î |
щественном |
влиянии |
раз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
І |
~ ~ |
2 ' |
|
В . 12 |
|
..J |
личий в плавках стали на |
|
4 |
IS 20 |
стойкость |
штампов, |
|
не |
|
|
|
|
|
Масса поковок, кг |
подтверждается. |
|
|
|
|
Рис. |
10.26. Зависимость |
стойкости |
прессо |
Большой |
фактический |
|
|
вых |
(1) и молотовых (2) |
штампов |
от |
мас |
материал, накопленный |
в |
|
|
|
|
сы |
поковок |
|
|
результате |
|
пятилетнего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
учета |
стойкости |
штампового |
инструмента |
на |
автозаводе |
им. |
И. А. Лихачева, позволяет |
установить |
некоторые |
закономерности |
влияния условий |
эксплуатации |
на стойкость |
горячих штампов. |
Влияние мощности штамповочного оборудования, массы и кон фигурации поковок на стойкость прессовых штампов изучали по по казателям, полученным при штамповке поковок из конструкцион
ных сталей на кривошипных |
горячештамповочных |
прессах |
номи |
нальным |
усилием от 15 000 |
(1500) |
до 63 000 кн |
(6300 т) |
[283]. |
Материал |
штампов — сталь |
марок |
5ХНВ и 5ХНМ. Достаточно |
большой объем статистических данных позволяет выявить эмпири ческую зависимость между стойкостью и любым из параметров на материале, где прочие параметры изменяются, а их значения не известны.
На рис. 10.26 представлена зависимость стойкости молотовых штампов (до возобновления) и прессовых вставок с окончательны ми ручьями от массы поковок (в полулогарифмических координа тах) . Зачерненные точки характеризуют стойкость прессовых и мо лотовых штампов для одних и тех же поковок. Перевод процесса штамповки с молота на пресс позволяет получать поковки более точных размеров с меньшими штамповочными уклонами и имеет ряд других преимуществ [284], но часто сопровождается снижением стойкости штампов.
При штамповке тяжелых поковок (массой свыше 8 кг) увеличи вается работа формоизменения; это влечет за собой увеличение числа ударов на поковку. В результате наблюдается повышенный разогрев и износ молотового штампа, что приводит к резкому паде-
|
|
|
|
|
|
|
нию его стойкости, однако число ударов, приходящихся на |
штамп |
до выхода его из строя, изменяется не так значительно. |
|
Мощность оборудования в меньшей степени |
влияет на стой |
кость штампов (линия 1 на рис. 10.27), хотя между |
массой |
поковки |
и номинальным |
усилием |
пресса существует |
определенная |
связь. |
В какой-то мере слабая |
зависимость |
между |
стойкостью |
и номи |
нальным усилием |
пресса |
объясняется |
неполным |
использованием |
его мощности при штамповке. Более ощутима зависимость стойко
го |
|
|
|
|
|
|
|
2 12 |
11 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
К 3 |
|
|
|
|
|
—-rj |
|
|
|
J |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
7000 |
|
1000 |
|
3000 |
|
mн |
5000 |
|
|
|
Усилие, |
|
|
|
|
|
1— |
|
T |
|
|
|
80 |
|
|
П, |
ход/мин |
|
|
Рис. 10.27. Зависимость стойкости |
прессовых вставок |
|
|
|
от эксплуатационных факторов: |
|
|
/ — мощности |
пресса; 2 — числа |
ходов |
пресса в |
минуту; 3 — |
|
|
|
величины усилия |
деформирования |
|
|
сти от числа ходов пресса в минуту |
(линия 2), |
влияющего |
на про |
должительность |
цикла штамповки |
и, |
следовательно, на |
темпера |
турный режим работы штампа. Аналогичный характер носит зави симость между стойкостью и максимальными усилиями штамповки (кривая 3), которые были экспериментально установлены А. А. И г
н а т о в ы м |
путем измерения с помощью тензодатчиков деформа |
ции станины |
пресса [285]. |
При рассмотрении влияния формы поковки использовали выше приведенную классификацию (см. табл. 10.3). С ростом номера группы увеличивается стойкость, снижаются мощность оборудова
ния и масса |
поковок. При сравнении показателей I I и I I I групп бо |
лее широкий |
интервал стойкости штампов для I I I группы не уда |
лось связать с большим диапазоном массы поковок, так как анализ стойкостных данных внутри групп не выявил какой-либо корреля ции стойкости по массе поковок. При штамповке поковок с глубо кими полостяри, резкими переходами, сложными сечениями неза висимо от массы поковки наблюдается интенсивный локальный износ и резкое падение стойкости. Поковки IV группы, как правило, отличаются простотой конфигурации, причем более тяжелым по ковкам, штампуемым на прессах большей мощности, соответствует более высокая средняя стойкость штампов. Иными словами, влия-
иие конфигурации поковки на характер износа и стойкость штам пов перекрывает влияние массы поковок и мощности оборудования.
На рис. 10.28 средние значения стойкости для всех групп нане сены на одну прямую. Проекции точек на ось абсцисс характеризу ют относительную стойкость штампов (средняя стойкость штампов V группы принята за единицу). Наименьшие значения относитель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ной |
стойкости |
штампов |
на |
|
|
|
|
|
|
|
|
блюдаются |
при |
штамповке |
*12 |
|
|
|
|
|
|
|
поковок, |
получаемых |
глубо |
|
|
|
|
|
|
|
С) |
|
|
|
|
|
|
|
ким |
выдавливанием, |
а |
наи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
более |
высокая |
стойкость ти |
|
|
|
|
|
|
|
|
пична |
для |
штампов, |
износ |
|
|
|
ШІІІІІ |
|
которых |
более |
равномерно |
|
|
|
|
распределен |
|
по |
гравюре. |
|
шЁЁЁж |
|
Всякое отклонение от равно |
о |
|
|
|
У////////////,- |
|
|
мерного |
износа |
штампов |
|
|
|
\SSSk |
|
приводит |
к |
резкому |
сниже |
|
|
|
|
нию |
стойкости. |
|
|
|
^2 |
|
|
|
Таким |
образом, из |
рас |
|
|
|
|
смотренных |
|
факторов |
на |
О |
0,2 0,350,4 0,5 |
|
1 |
|
стойкость |
прессовых |
штам |
|
|
|
|
Относительная стойкость |
|
пов |
наиболее |
значительно |
|
|
|
|
|
|
|
|
влияют конфигурация и мас |
Рис. 10.28. Интервалы стойкости и отно |
|
са (особенно при штамповке |
сительная стойкость прессовых |
штампов |
|
мелких деталей), в меньшей |
для |
штамповки |
поковок |
/ — V групп со |
|
гласно |
классификации |
для |
прессового |
|
степени |
и |
в |
равной |
|
мере |
|
|
инструмента (см. табл. |
10.3) |
|
влияют |
производительность |
|
|
|
|
|
|
|
|
пресса |
и усилие деформирования, |
влияние |
же мощности |
оборудо |
вания наименее значительно. Статистические данные по стойкости молотовых штампов однородны по применяемым штамповым ста лям, смазке, температурным интервалам штамповки, типу штам-
Т а б л и ц а 10.4
Результаты дисперсионного анализа данных, полученных при штамповке шатуна
Изменчивость |
Сумма |
Число степе |
Оценка |
Сравнение |
табличного |
квадратов |
ней свободы |
дисперсии |
и наблюдаемого значе |
|
|
|
|
|
ний критерия |
Фишера |
|
|
30,26 |
35 |
0,87 |
|
|
— |
|
Между |
переточками . |
3,17 |
8 |
0,4 |
|
|
|
|
0,4 |
|
" - |
l * |
> |
1,04 |
|
|
|
|
|
F |
Между |
штампами . . |
2,28 |
3 |
0,76 |
|
|
|
|
0,76 |
^ |
|
' |
^ |
1.04 |
|
|
|
|
|
1 |
Остаточная |
24,81 |
24 |
1,04 |
|
|
— |
|