К вопросу низкой стойкости пуансонов при вылавливании крестообразного шли на в винтах с потайной головкой из стали 14Х17Н2

摘要

Исследованы причины низкой стойкости пуансонов при выдавливании крестообразного шлица в винтах с потайной головкой из стали мартенсито-ферритного класса 14Х17Н2 на основании оценки величины и распределения напряжений на поверхности контакта пуансона с материалом. На примере высадки винта М5 с уменьшенной потайной головкой и крестообразным шлицем проведено математическое моделирование для определения напряженно-деформированного состояния материала в объеме высаживаемой части заготовки и экспериментальная оценка его упрочнения по методу твердости. Получены данные о строении очага деформации в условиях выдавливания крестообразного шлица, состоящего из зоны активной деформации, расположенной по контактной поверхности и имеющей малую толщину, и промежуточной зоны, занимающей остальную часть головки винта. Отличие активной зоны от остального объема заключается в наличии в ней кроме нормальных напряжений на контактной поверхности, напряжений, обусловленных контактными силами трения, величина которых уменьшается по мере перехода к промежуточной зоне. Рассчитанные значения последних превышают значения нормальных напряжений на контактной поверхности, что обусловливает и объясняет низкую стойкость пуансона в результате изменения его геометрии за счет истирания.%The causes of low durability of punches at extrusion of Philips slot in countersunk screws from 14Kh17N2 martensite-ferrite class steel are analyzed based on the value and distribution of stresses on the punch-material contact surface. On the example of upsetting of M5 small raised countersunk and Philips slot screw. Mathematical modeling to determine of stress-strain state of the material in the volume of the upset part of the work piece and experimental estimate of material hardening by the hardness test are performed. Data on the deformation zone structure at Philips slot extrusion, consisting of small thickness active deformation zone located over the contact surface, and of intermediate zone in the remainder of the screw head are obtained. The difference between the active zone and the rest of the deformation volume consists in the fact that, apart from strains normal to the contact surface, the former has also strains caused by contact friction forces which decreases in the transition to intermediate zone. The estimated values of latter exceed the values of strains normal to the contact surface, thus explaining and being responsible for the low durability of the punch by changing its structural geometry caused by abrasion.