Экспериментальная отработка редуцирования заготовок рифленым пуансоном в коническую матрицу Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.7.01

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОТРАБОТКА РЕДУЦИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК РИФЛЕНЫМ ПУАНСОНОМ В КОНИЧЕСКУЮ

МАТРИЦУ

Ю.А. Иванов, В.И. Трегубов

Описывается проведение экспериментальных исследований процесса редуцирования заготовок рифленым пуансоном в коническую матрицу. По результатам исследований были сделаны выводы о корректности проведенного ранее теоретического расчета этого процесса.

Ключевые слова: редуцирование, пуансон, матрица, сетка рифлений, сила.

Для оценки достоверности полученных теоретических результатов с помощью программного комплекса QForm 2Б/3Б был проведен комплекс экспериментальных исследований, результаты которых приведены ниже.

В качестве исходной заготовки была выбрана труба 127х12 из стали 10 (ГОСТ 1050-88)). Штамповка заготовки проводилась за две операции - нанесение левых рифлей на первой операции, нанесение правых рифлей на второй с последующим съемом на каждой операции.

Для проведения работ был спроектирован и изготовлен штамповый инструмент. Размеры винтового пуансона представлены на рис. 1.

Рис. 1. Геометрические размеры пуансона с 50 заходами

178

Штамповка проводилась на гидравлическом рамном вытяжном прессе ПА7834 (рис. 2), который предназначен для холодной глубокой вытяжки полых деталей: сила пресса 250 тс, наибольший ход ползуна 2500 мм, закрытая высота пресса (наименьшая) 900 мм, максимальный ход выталкивателя 1300 мм.

Измерение силы в течение процесса штамповки проводилось с помощью измерительной станция МОС+. На рабочую поверхность пуансона наклеивались тензорезисторы КФ5П1-10-200 в количестве 8 штук.

Перед штамповкой заготовку фосфатировали, а штамповый инструмент смазывался индустриальным маслом.

Процесс формирования рифлей на внутренней поверхности оболочек происходил в несколько условных этапов.

1. Заготовка стоит в матрице, а пуансон с легким натягом внедряется в заготовку. При этом заготовка остается неподвижной.

2. При достижении торца пуансона внутреннего буртика в донной части заготовки начинается совместное движение пуансона и заготовки через рабочую поверхность матрицы (операция редуцирования). На данном этапе формируются внутренние рифли одного направления.

3. После завершения операции редуцирования отштампованная заготовка вместе с пуансоном полностью выходила через матрицу в обратном направлении и упиралась в съемник.

4. На конечном этапе происходило снятие заготовки с пуансона, при этом заготовка оставалась неподвижной, а пуансон выкручивался из нее.

Рис. 2. Общий вид пресса с экспериментальной наладкой

179

На каждом этапе формирования рифлей на внутренней поверхности заготовки фиксировалась сила процесса.

После первой операции высота полуфабрикатов составляла:

- для 28 заходов - высота 684...690 мм;

- для 50 заходов - высота 725...730 мм.

Перед второй операцией полуфабрикаты подрезались на высоту 660 мм и фосфатировались без промежуточного отжига. Вторая операция выполнялась по той же схеме.

Изменение силы процесса в течение каждой из операций для 28 заходов показано на рис. 3 - 6 кривыми 1. Здесь же приведены теоретические результаты расчета этих процессов, полученные с помощью программного комплекса QForm 2Б/3Б, которые выполнены с теми же исходными данными (рис. 3 - 6, кривые 2).

р. ,

-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г|

I 1 I 1 I 1 1 2 , 1<1<1<1<1<1

у 1

,1,1, , , .............

0,0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 к. мм

Рис. 3. Сила после первой операции редуцирования: 1 - экспериментальная кривая; 2 - теоретическая кривая

р,

мн

0,15

0.1

0,05

0,0

1 < | < | < 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1

Г..

щ 1

0,0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 И. мм

Рис. 4. Сила съема полуфабриката с рифленого пуансона с левьми рифлями: 1 - экспериментальная кривая; 2 - теоретическая кривая

■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 0,0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 h.MM

Рис. 5. Сила после второй операции редуцирования: 1 - экспериментальная кривая; 2 - теоретическая кривая

р,

мн 0,10

0,08

0,06

0,04

0,02 -

0,0 -

1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 0,0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 И. мм

Рис. 6. Сила съема изделия с рифленого пуансона с правыми рифлями: 1 - экспериментальная кривая; 2 - теоретическая кривая

Анализ полученных результатов показал, что расхождение составило при реализации процессов:

- на первой операции редуцирования - 9 %;

- съема полуфабриката с рифленого пуансона с левыми рифлями

5 %;

- на второй операции редуцирования - 11 %;

- съема изделия с рифленого пуансона с правыми рифлями - 9 %. Также было установлено, что сила деформирования на первой операции редуцирования выше в 2 раза, чем на второй операции редуцирования. Сила съема после первой операции редуцирования выше в 1,3 раза, чем после второй. Такая же картина наблюдалась и для 50 заходов.

181

В результате можно сделать вывод, что выбранная расчетная схема адекватно отражает ведения технологического процесса редуцирования цилиндрических заготовок пуансоном в коническую матрицу, что подтверждается соответствием экспериментальных исследований с теоретическими [1 - 4].

Список литературы

1. Митин О.Н., Иванов Ю.А. Анализ существующих технологий получения цилиндрических заготовок с рифлением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Вып. 1. С. 150-156.

2. Митин О.Н., Иванов Ю.А. Напряженно-деформированное состояние материала при редуцировании цилиндрического стакана пуансо-наом с рифлями // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Вып. 4. С. 111-116.

3. Иванов Ю.А., Митин О.Н. Влияние геометрии инструмента на силовые параметры процесса редуцирования цилиндрического стакана с внутренним рифлением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Вып. 9. С. 403-406.

4. Митин О.Н., Иванов Ю.А. Оценка силовых режимов операции редуцирования профильным пуансоном трубной заготовки через коническую матрицу // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. Вып. 3. С. 61-66.

Трегубов Виктор Иванович, д-р техн. наук, проф., mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет, АО «НПО «СПЛАВ»

Иванов Юрий Анатолиевич, асп., mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

EXPERIMENTAL WORKING OFF OF REDUCTION OF PROCUREMENTS BY THE CORRUGA TED PUNCH IN THE CONIC MA TRIX

V.I. Tregubov, Yu.A. Ivanov

Conducting pilot studies of process of reduction of procurements by a corrugated punch in a conic matrix is described. By results of researches conclusions were drawn on a correctness of the carried-out earlier theoretical calculation of this process.

Key words: reducing, punch, matrix, mesh corrugations, power.

Tregubov Victor Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University, JSC «NPU «SPLAV»,

Ivanov Yuriy Anatolievich, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula state university