Durificarea elementelor active ale stantelor si matritelor prin deformare plastica in camp ultrasonic

Durificarea elementelor active ale stantelor si matritelor prin deformare plastica în câmp ultrasonic

5.1 Principiul metodei:

Pentru a mari durabilitatea placilor active si a poansoanelor se poate folosi o d 24524g617y urificare superficiala a acestora în câmp ultrasonic. Procesul de deformare plastica la rece a stratului superficial de metal are ca rezultat nu numai îmbunatatirea macro si micro geometriei suprafetei, a preciziei dimensionale si de forma, ci simultan cu acestea, are loc si o îmbunatatire a proprietatilor fizico-mecanice si fizico-chimice ale elementelor active prelucrate. Durificarea superficiala se poate face prin rulare, alunecare, lovire etc.

Dezavantajul acestei metode consta în faptul ca fortele de apasare aplicate placilor si poansoanelor sunt mari, sculele si utilajele sunt complicate si greu de realizat, necesita masini specializate, procesele sunt complexe.

Este o metoda eficace, în timpul deformarii plastice a metalelor sa se aplice oscilatii ultrasonore, energia ultrasonora aducând o contributie deosebita în desfasurarea acestui proces.

Prin aplicarea ultrasunetelor apar o serie de fenomene complexe cum sunt existenta unor forte dinamice variabile ca semn suprapus peste fortele statice precum si o absorbtie locala a energiei ultrasunetelor ce duce la modificarea conditiilor de curgere a metalului si o deformare mai usoara.

Pe lânga acestea actiunea ultrasunetelor conduce la o activitate a miscarii dislocatiilor mentinute pe loc de obstacole si la aparitia dislocatiilor în interiorul surselor existente, usurând în acest mod procesul de deformare plastica. Ţinând seama de aceste argumente si ipoteze s-a realizat o instalatie pe care se pot efectua o serie de durificari complexe.

Pe o masina universala s-a montat un cap special de ultrasunete A, excitat de un generator G,cu frecventa variabila cuprinsa între 15.8 si 28 kHz care are puterea motorului de 0,6 KW. Concentratorul bila care este apasat cu o forta statica p prelucreaza piesa care se roteste cu turatia si se deplaseaza cu avansul . Reglarea si mentinerea fortei necesare p se face cu ajutorul unui bloc pneumatic C care face corp comun cu blocul acustic.

Figura 16

Instalatia prezinta urmatoarele parti componente:

Traductor;

Flansa;

concentratorul bila;

dispozitiv de prindere si antrenare a piesei format din papusa mobila;

universal;

motor de antrenare;

piesa supusa durificarii.

În cazul durificarii elementelor active realizate din OSC 8 ( S235 ) forta statica P = 5 daN. În functie de forta statica P se determina tabelar rugozitatea suprafetei durificate: Rz= 0,8fata de prelucrarea conventionala din care rezulta o rugozitate de 3,2.

Pentru durificarea placii matritei de stantat se foloseste o amplitudine a oscilatiilor de 15pentru OSC 8 ( S235 ).

Astfel prin durificare, folosind energia ultrasonica s-a obtinut o rugozitate de 0,8fata de rugozitatea initiala de 3,2, folosind adâncimea de duritate superficiala de: h= 0,1mm, iar avansul.

Daca se alege un regim optim de durificare cu ultrasunete se obtine o îmbunatatire neta a calitatii suprafetelor active concomitent cu cresterea duritatii, astfel:

rezistenta la uzura: 32..40daN/ iar dupa durificare creste cu 69%; adica 54..67 daN/ .

rezistenta la oboseala: 29 daN/ iar dupa durificare creste cu 100%,

58 daN/

5.2 Influenta parametrilor de lucru asupra rugozitatii si microduritatii elementelor active ale stantelor si matritelor prelucrate

Un foarte mare numar de factori influenteaza calitatea suprafetei prelucrate si duritatea stratului superficial: rugozitatea initiala, forta statica P, avansul , viteza periferica a placilor sau poansoanelor în stare bruta , numarul de treceri i, amplitudinea oscilatiilor sonore A, raza bilei de deformare , natura materialului din care sunt realizate elementele active ale stantelor si matritelor, natura materialului din care este confectionat concentratorul, frecventa oscilatiilor ultrasonore etc.

Eficacitatea actiunii ultrasunetelor poate fi apreciata cu niste coeficienti corespunzatori:

Dupa gradul de asperitate

Dupa rezistenta la oboseala

Dupa rezistenta la uzura

* 100 (%)

Raza bilei de deformare se calculeaza în functie de suprafata durificata:

pentru placa activa: L = 100 mm; l = 90mm, numarul de treceri : i = 10 treceri;

Pe latimea l = 90 mm rezulta diametrul bilei 9 mm, iar = 4,5 mm

Pentru un strat aplicat de 0,2 pe trecere se proiecteaza placa la dimensiuni mai mici:

g = 30 - 2 = 28 mm.

- pentru poanson cu lungimea de: L = 70 mm se proiecteaza la L = 68 mm.