CC BY
21
УДК 621.7.043
АНАЛИЗ СИЛОВЫХ РЕЖИМОВ ПРИ РИФЛЕНИИ ВНУТРЕННЕЙ
ПОВЕРХНОСТИ ОБОЛОЧКИ
С. С. Яковлев
Проведено компьютерное моделирование процесса с получением данных о геометрии полуфабриката после проведения операции, а также о силовых параметрах и последующей их интерпретации.
Ключевые слова: рифление, сетка рифлей, локальное деформирование, сила, качество.
Формирование сетки рифлей на внутренней поверхности оболочек является очень важной и сложной технологической задачей, которую можно решить с использованием нового метода нанесения сетки рифлей [1]. При этом качество получаемого изделия, а также силовые параметры процесса являются одними из самых важных критериев оценки любых технологических процессов ОМД [2, 3].
Рифление многозаходными спиральными рифлями [1] может осуществляться при использовании различной формы рабочей оправки и геометрии заходной части спиральных клиновых выступов и их высоты. Высота клиновых выступов может равняться глубине рифлей или быть больше. При высоте выступов, равной глубине рифлей, обеспечивается геометрическая точность формируемых рифлей, однако не реализуется схема локального деформирования, а возникает объёмное деформирование и возрастает технологическая нагрузка, помимо этого, может возникать наплыв. На фактор наплыва также сильное влияние оказывает форма заходной части клиновых выступов рабочей оправки.
В данной статье анализируются силовые параметры и получаемая геометрия полуфабриката при нанесении рифлей одного направления при использовании рабочей оправки, представленной на рис. 1.
Рис. 1. Трехмерная модель рабочей оправки
Для исследования процесса нанесения рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки был выбран способ компьютерного моделирования процесса в программном комплексе Deform, который основан на методе конечных элементов. Такой выбор обусловлен высокой ско-
13
ростью расчета, полной их автоматизацией, высокой точностью получаемых результатов, простотой использования. Для моделирования была выбрана цилиндрическая оболочка, изготовленная из стали 10, высотой 50 мм, толщиной стенки 3,55 мм и внутренним диаметром 110,9 мм. Внутренний диаметр корпуса, в котором была установлена заготовка, соответствовал наружному диаметру цилиндрической оболочки. Глубина внедрения спиральных выступов рабочей оправки в заготовку составляла 1,7 мм. Зазоры составляли 0,15, 0,3, 0,5 мм. Также было проведено исследование переменного зазора который в нижней части рабочей оправки составлял 1 мм, а в верхней части - 0,15 мм.
Были получены изображения полуфабриката на первой операции рифления на стационарной стадии локального обратного выдавливания (рис. 2).
2=0,15 мм
2=0,3 мм
2=0,5 мм
2-переменный
Рис. 2. Получаемая геометрия полуфабрикатов
По результатам компьютерного моделирования можно утверждать, что при использовании различного типа рабочей оправки наблюдается неудовлетворительное качество поверхности из-за значительного фронтального наплыва, показанного на рис. 3. Помимо этого, в нижней части заготовки наблюдается потеря устойчивости в случае использования рабочей оправки с зазором 0,15 мм.
Рис. 3. Наплыв материала
Также оценивались максимальные силовые параметры процесса (рис. 4), развиваемые в результате процесса.
Ъ - переменный
Рис. 4. Диаграмма максимальной силы
Минимальная технологическая сила рифления наблюдается при зазоре Ъ = 0,15 мм, что связано с минимальной площадью контакта рабочей оправки и заготовки, при других зазорах площадь контакта выше из-за возникающего бокового наплыва.
Таким образом, данное моделирование показало, что применение данной формы заходной части рабочей оправки нецелесообразно в связи с высокой технологической силой и низким качеством получаемого полуфабриката.
Работа выполнена в рамках гранта НШ-2601.2020.8.
Список литературы
1. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления: пат. РФ №2654410, кл. В21К 21/06 / Иванов Ю.А., Коротков В.А., Кухарь В.Д., Ларин С.Н., Митин О.Н., Трегубов В.И., Яковлев С.С. Опубл. 17.05. 2018, бюл. №14.
2. Сторожев М. В. Ковка и объемная штамповка стали: справочник. М.: Машиностроение, 1967. Т. 1. 435 с.
15
3. Семенов Е. И. Ковка и штамповка: справочник. М.: Машиностроение, 1985. Т. 1. 567 с.
Яковлев Сергей Сергеевич, магистрант, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF POWER MODES AND RECEIVED SEMI-FINISHED GEOMETRY WHEN RIBBING THE INTERNAL SURFACE OF THE SHELL
S.S. Yakovlev
A computer simulation of the process was carried out with obtaining data on the geometry of the semi-finished product after the operation, as well as on the power parameters and their subsequent interpretation.
Key words: corrugation, grid of corrugations, local deformation, force, quality.
Yakovlev Sergey Sergeevich, master, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.77.01; 621.7.011
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ ОХОТНИЧЬИХ ПАТРОНОВ
В.И. Платонов, Р. А. Тушин, Р.С. Благочиннов
Рассмотрен вопрос проектирования сокращенной технологической цепочки изготовления гильз охотничьих патронов путем замены многооперационных вытяжек, утоняющих стенку заготовки, на формообразование полой заготовки операцией холодного выдавливания. Приведены основные расчеты геометрических параметров полуфабрикатов на каждой операции.
Ключевые слова: вытяжка, выдавливание, инструмент, оболочка, технологический процесс.
Гильзы спортивных охотничьих патронов относятся к сложнопро-фильным малогабаритным металлическим изделиям ответственного назначения. Металлическая гильза охотничьего патрона должна обеспечивать легкость процесса заряжания, создавать необходимые условия для автоматизации и высокой скорострельности стрельбы, а также способствовать беспроблемному длительному хранению патронов на складах и в других условиях, позволяя накапливать необходимые запасы [1, 2].
Реализуемая на действующих производствах технология формирования фланцевого участка обточкой резцом характеризуется следующим недостатком - подрезка сформировавшейся волокнистой структуры материала у основания оболочки, что не способствует повышению механических характеристик готового изделия. Помимо этого, механическая обработка приводит к дополнительному расходу материала [3 - 5].
16
