CC BY
10
УДК 621.7.043
АНАЛИЗ СИЛОВЫХ РЕЖИМОВ ПОЛУЧЕНИЯ РИФЛЕЙ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ
В. А. Коротков, С.С. Яковлев
Рассмотрен один из видов заходной части рабочей оправки при операции рифления. Проведены исследование силовых параметров и оценка геометрической формы получаемого изделия.
Ключевые слова: рифление, цилиндрическая заготовка, сетка рифлей, локальное деформирование, сила, качество.
Перед наукой всегда стоит задача об улучшении существующих технологий, так и в операциях ОМД всегда требуется прогресс, заключающийся в снижении нагрузки, уменьшению энергозатрат, снижению металлоемкости оснастки и т.д. [1, 2]. В данном случае рассмотрим новую технологию нанесения рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки [3]. Отличительной особенностью данной технологии является получение рифлей путём локального обратного выдавливания рифлей в цилиндрической оболочке по траектории спирали с углом подъёма более 45о. Для этого используется устройство, в котором рабочая оправка с выступами, например, клиновидной формы, имеет возможность одновременно перемещаться вдоль образующей цилиндрической оболочки и вращаться в осевом направлении. Локальное обратное выдавливание осуществляется благодаря тому, что контакт материала заготовки происходит только с клиновыми выступами рабочей оправки. Для этого клиновые выступы должны иметь высоту, которая больше глубины получаемых рифлей.
При проектировании технологии необходимо изучение влияния различной формы рабочей оправки на формирование правильной и удовлетворительной геометрии рифлей, при этом должен отсутствовать значительный наплыв металла или отход материала в стружку. Такую информацию можно получить исходя из результатов компьютерного моделирования по МКЭ. В данном случае рассмотрим процесс рифления в программе DeForm при использовании одного из возможных вариантов формы заходной части рабочей оправки (рис. 1). Форма фронтальной поверхности клиновых выступов рабочей оправки оказывает существенное влияние на технологическую силу, кинематику течения металла и образование фронтальной волны наплыва во время рабочего хода и при съёме изделия с оправки.
Для моделирования была выбрана цилиндрическая оболочка, изготовленная из стали 10, высотой 50 мм, толщиной стенки 3,55 мм и внутренним диаметром 110,9 мм. Глубина рифлей составляла 1,7 мм. Зазоры между заготовкой и впадиной рабочей оправки составляли 0,15, 0,3, 0,5 мм и переменный. Во время компьютерного моделирования были получены расчетные изображения внешнего вида полуфабрикатов во время рифления (рис. 2).
Рис. 1. Форма заходной части рабочей оправки
1=0,5 мм 1-переменный
Рис. 2. К оценке геометрии полуфабриката
В некоторых случаях наблюдается удовлетворительное качество поверхности, например, при использовании рабочей оправки, обеспечивающий зазор Ъ = 0,3, 0,5 и переменном. Однако имеется значительный наплыв металла по бокам спиральных клиновых выступов и перед их торцевыми поверхностями в случаях, когда зазор составляет 0,15 мм (рис. 3).
Г
Рис. 3. Фронтальная волна наплыва при зазоре, равном 0,15 мм
24
Получаемые графики силы представлены на рис. 4. В случае, когда зазор составлял 0,15 мм, наблюдались фронтальный наплыв и низкое качество поверхности, вследствие чего на графике силы данная кривая не была вынесена.
Z=0.3 Z=0.5 Z -переменный
Рис. 4. График технологической силы
Кривые технологической силы процесса рифления имеют схожий характер, при этом при зазоре Z=0,3 и Z=0,5 имеют практически одинаковую величину технологической силы. Однако при переменном зазоре сила процесса выше на 24 %.
Таким образом, наиболее оптимальными вариантами рабочей оправки из рассматриваемых являются рабочие оправки, обеспечивающие зазор между заготовкой и впадиной рабочей оправки, равный 0,3 мм или 0,5 мм. При зазоре 0,15 происходит наплыв материала, а при переменном зазоре величина силы выше, чем в других случаях.
Работа выполнена в рамках гранта НШ-2601.2020.8.
Список литературы
1. Сторожев М. В. Ковка и объемная штамповка стали: справочник. М.: Машиностроение, 1967. Т. 1. 435 с.
2. Семенов Е.И. Ковка и штамповка: справочник. М.: Машиностроение, 1985. Т. 1. 567 с.
3. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления: пат. РФ №2654410. Опубл. 17.05. 2018. Бюл. №14.
Яковлев Сергей Сергеевич, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Коротков Виктор Анатольевич, канд. техн. наук, инженер, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF POWER MODES AND RECEIVED GEOMETRY OF CORRECTED
SEMI-FINISHED PRODUCT
V.A. Korotkov, S.S. Yakovlev 25
One of the types of the input part of the working mandrel during the corrugation operation is considered. A study of the power parameters and evaluation of the geometric shape of the resulting product.
Key words: corrugation, cylindrical billet, corrugated grid, local deformation, force,
quality.
Yakovlev Sergey Sergeevich, master, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Korotkov Viktor Anatolievich, candidate of technical sciences, еngineer, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.771
ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ОБРАТНО Е ВЫДАВЛИВАНИЕ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК С ИСТЕЧЕНИЕМ МЕТАЛЛА ПО ВНУТРЕННЕМУ
КОНТУРУ ПУАНСОНА
А.А. Пасынков, С.В. Недошивин, Н.С. Пасынкова
Рассмотрена операция изотермического выдавливания трубной заготовки из алюминиевого сплава, особенностью которой является истечение металла по контактной границе с пуансоном. Исследовано влияние скорости деформирования на течение металла и силовые режимы операции.
Ключевые слова: обратное выдавливание, изотермическое деформирование, анализ, силовые режимы.
Цилиндрические пустотелые изделия с утолщенной краевой частью принято получать осадкой части заготовки, но ее формирование так же возможно операцией обратного выдавливания, при котором течение металла происходит по контактной границе с пуансоном. В данной статье рассмотрена данная операция в части определения характера течения металла и силовых режимов. На рис. 1 представлена схема рассматриваемого процесса. Деформированию подвергается труба высотой 60 мм, диаметром 100 мм и толщиной стенки 15 мм из алюминиевого сплава АМг4. Формоизменение происходит при постоянной температуре 450 °С .
ДО ! $
Рис. 1. Схема исследуемого процесса
26
