CC BY
18
4. Голенков В.А., Яковлев С.П., Головин С.А., Яковлев С.С., Кухарь В.Д. Теория обработки металлов давлением: учебник для вузов / под ред. В.А. Голенкова, С.П. Яковлева. М.: Машиностроение, 2009. 442 с.
Шивцова Анна Вячеславовна, студент, mpf-tula@,rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Благочиннов Роман Сергеевич, студент, mpf-tula arambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MODELING OF THE MANUFACTURING PROCESS OF THE «NECK» PART
A.V. Shivtsova, R.S. Blagochinnov
The paper deals with the design of the technological process of manufacturing the «neck» pprt using blanns of vaaioos coofiguratioos. Calculations of force modes, stress and strain state of workpieces are given. The advantages and disadvantages of each of the considered methods of shaping are shown.
Key words: force, flanging, forming, tool, billet, technological process.
Shivtsova Anna Vyacheslavovna, student, mpf-tula@ rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University.
Blagochinnov Roman Sergeevich, student, mpf-tula@,rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.04
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВТУЛКА
С. С. Яковлев
В работе проводится анализ способов изготовления детали типа втулка. Выявляется оптимальный метод получения такого изделия. Приводится результаты комплексного анализа метода выдавливания, обеспечивающего получения детали типа втулка.
Ключевые слова: объемная штамповка, технология, втулка, напряжения, операция, деформации, сила.
В промышленности детали-втулки применяются очень часто и встречаются повсеместно в машиностроении, судостроении, аэрокосмической сфере. К таким деталям (рис. 1) зачастую предъявляются повышенные требования по качеству, что связано с высокими эксплуатационными нагрузками и высокой ответственностью таких изделий [1-3]. Поэтому выбор технологии изготовления и его обоснование является важной и актуальной задачей [4-6].
Такие детали можно выполнять несколькими способами:
1. Обработкой резанием из цельной цилиндрической заготовки.
2. Сварное соединение двух отдельных частей (цилиндрической трубной заготовки и основания).
3. Литье.
4. Методом выдавливания в разъемных матрицах.
572
а
б
Рис. 1. Деталь: а - эскиз; б - чертеж
Обработка резанием предполагает высверливание внутренней полости и последующее обтачивание наружной поверхности до требуемой геометрической формы детали. При использовании такого метода в стружку отходит более 60% металла и значительно увеличивается себе стоимость готовой детали.
Метод сварки имеет недостаток в виде сварного соединения, являющегося концентратором напряжений и для деталей ответственного назначения, воспринимающих значительные нагрузки, не подходит. К тому же сварка является трудозатратной операцией.
Выдавливание в данном случае является наиболее оптимальным методом получения подобных деталей по себестоимости штучной единицы, скорости производства и качеству получаемого изделия. Однако требуется разъемная матрица и относительно высокая технологическая сила, что ограничивает возможность изготовления деталей с большими габаритами. Процесс получения детали выдавливаем представлен на рис. 2.
б в Рис. 2. Технологический процесс
а
г
В работе рассматривается получение втулки из стали марки сталь 10 выдавливаем в полугорячем состоянии при температуре заготовки и штамповой оснастки 500°С в программном комплексе рБогш. Деталь изготавливается из цилиндрической заготовки радиусом 14,9 мм. График технологической силы продемонстрирован на рис. 3.
Время, с
Рис. 3. График усилие-время (МН-с) 573
Примерно на 0,012с происходит пластическое деформирование, а именно обратное выдавливание, далее выдавливание до 0,035с находится в стационарной стадии до значительного повышения силы (до 0,431 МН), которое связано с выдавливание тонкостенной верхней части детали.
Помимо силы также были получены напряжения и деформации в заготовке (рис. 4 и 5).
Рис. 4. Интенсивность напряжений
Рис. 5. Интенсивность деформаций
574
В процессе деформирования напряжения в заготовке поднимаются до 329 МПа, а интенсивность деформаций до 330%. Наибольшие значения интенсивности напряжений и деформаций наблюдаются в месте перехода основного толстостенного участка втулки в тонкостенную.
Также был проведен анализ температуры в заготовке (рис. 6) и износа инструмента (рис. 7).
Рис. 6. Температура полуфабриката
0.00180 0.00170 0.00160 0.00150 0.00140 О.ООШ 0.00120 0.00110 0.00100 0.00090 0.00080 0.00070 0.00060 0.00050 0.00040 0.00030 0.00020 0.00010 0.00000
Б
Рис. 7. Износ: а - матрицы; б - пуансона
В результате деформирования температура металла поднимается с начальных 500°С до 820°С. Наибольшая температура характерна для верхнего участка детали. Наибольшему износу подвергается донная часть матрицы и кромки пуансона.
Таким образом обратное выдавливание для получения втулки является одним из наиболее оптимальных методов для изготовления деталей с небольшими габаритами. Однако полученный полуфабрикат еще необходимо подвергнуть обработке резанием, шлифовке, обрезке торца.
Список литературы
а
1. Яковлев С.С., Чижов И. А., Павлушин В.О. Напряженно-деформированное состояние при изготовлении трубных заготовок с фланцем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 172-177.
2. Гололобова Л.Е., Чупеткин И.В., Чижов И.А. Влияние технологических параметров на бочкообразование при совмещении осадки и обратного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 163-167.
3. Подтягин В.Э. Влияние геометрии пуансона на силовые параметры холодного обратного выдавливания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 6. С. 336-339.
4. Подтягин В.Э. Опасность разрушения заготовки и износ инструмента при горячем обратном выдавливании // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 6. С. 342-345.
5. Юрков И.В. Прямое выдавливание детали типа стакан // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 8. С. 6-9.
6. Юрков И.В. Влияние формы инструмента для выдавливания на его износ // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 8. С. 12-15.
Яковлев Сергей Сергеевич, аспирант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF METHODS FOR OBTAINING SLEEVE TYPE PARTS
S.S. Yakovlev
The paper analyzes the methods of manufacturing a bushing type part. The optimal method for obtaining such a product is revealed. The results of a comprehensive analysis of the extrusion method, which ensure the production of a bushing type part, are presented.
Key words: die forging, technology, sleeve, stresses, operation, deformations, force.
Yakovlev Sergey Sergeevich, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77.01; 621.7.011
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ С КОНИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ЗА ОДИН ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ПЕРЕХОД
А.В. Шивцова, Р.С. Благочиннов
В статье приведены результаты моделирования технологического процесса изготовления деталей, имеющих конический участок, за один переход путем совмещения операций вытяжка, формовка и отбортовка на одной рабочей позиции. Показано распределение уровня интенсивности напряжений, деформаций и силовых режимов на различных этапах деформирования.
Ключевые слова: вытяжка, отбортовка, формовка, заготовка, напряжения, деформации, сила, технологический процесс.
Современному инженеру-технологу приходится решать задачи оптимизированного формоизменения, с целью сокращения количества переходов, уменьшения парка используемого технологического оборудования с одновременным повышением требований к качеству получаемой продукции. Без проведения предварительных оценочных расчетов с последующим практическим апробированием полученных результатов невозможно заранее предсказать успешность реализации разработанной технологии
[1-4].
