CC BY
41
2. Трещев А.А. Анизотропные пластины и оболочки из разносопро-тивляющихся материалов. М.; Тула: РААСН; ТулГУ. 2007. 160 с.
3. Трещев А.А., Ромашин Д.А. Определяющие соотношения для ор-тотропных нелинейно-упругих разносопротивляющихся материалов // Сб. статей X Междунар. науч.-техн. конф. «Эффективные строительные конструкции: теория и практика». Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. С.131- 134.
А.А. Treshchev, D.A. Romashin
BEND OF ROUND PLATES FROM ORTOTROPIC NONLINEAR DIFFERENT RESISTANT OF THE MATERIAL
Within the limits of work new defining panties for is essential-nonlinear ortotropic the materials sensitive to a kind of a tension are constructed. The received defining parities can be used for calculation of designs taking into account physical nonlinearity, the composite on the basis of graphite ATJ-S here is considered.
Key words: different resistant, the nonlinearity, defining parities, mechanical characteristics, pressure, deformations, a plate.
Получено 14.07.11
УДК 623.455.6:621.777.016.2.043
Г.М. Журавлев, д-р техн. наук, проф., (4872)40-16-74,
Дао Тиен Той, асп., (953) 433-94-92, daotientoi@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОХОТНИЧЬЕЙ ГИЛЬЗЫ ПРЕССОВАНИЕМ С РАЗДАЧЕЙ В РЕЖИМЕ ПОЛУГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ
Рассмотрен поход к разработке технологического процесса изготовления охотничьей гильзы с применением полугорячего прессования с раздачей. Проведен расчет геометрии полуфабрикатов прессования с раздачей, вытяжки. Разработан технологический процесс изготовления охотничьей гильзы.
Ключевые слова: прессование с раздачей, охотничья гильза.
Существующие в настоящее время технологические процессы изготовления охотничьих гильз на базе использования плоских заготовок, вырубаемых из полосовой стали 18ЮА ГОСТ 803-69, характеризуются низким коэффициентом использования металла (64...65 %) и длительностью технологического цикла [2]. Разработка технологического процесса с применением полугорячего деформирования позволяет совместить преимущества холодного и горячего процессов, обеспечивая более высокую точность и низкую шероховатость поверхности с высокой пластичностью и
150
малыми усилиями. Использование прессования с раздачей позволит использовать в качестве исходного материала пруток с оптимальным соотношением размеров исходной заготовки, что повысит коэффициент использования металла, уменьшит технологический цикл изготовления и приведет к снижению себестоимости и трудоемкости изготовления.
Исходными данными для проектирования технологического процесса является чертеж охотничьей гильзы ОМЦ 32X69,8 ГОСТ 7921-86 (рис. 1).
Режимы полугорячей обработки металла давлением определяются температурой, скоростью и степенью деформации, качеством смазки, а также стойкостью рабочего инструмента. При обработке стали марки 18ЮА рекомендован режим, проверенный в производственных условиях: температурный интервал 740...780 °С, скорость деформации 9... 10 с-1, степень деформации 0,6...0,8. Для данного режима рекомендуется термостойкая смазка из водного раствора концентрата сульфтитно-спиртовой барды (ГОСТ 8518-57) с серебристым графитом (ГОСТ 5279-61) в соотношении 3:1 (по объему).
Расчет осуществляется в следующей последовательности.
1. Определение объема заготовки с учётом 20...30 % отходов на обрезку полуфабрикатов и механическую обработку:
^заг — ^отх — 1725 мм,
где УГ =1380 мм - объем готовой детали по чертежу, определяется путем разбиения конструкции на элементарные элементы.
Рис. 1. Чертеж гильзы 151
2. Расчет геометрии полуфабриката последней вытяжки (рис.2). Определение наружного диаметра полуфабриката последней операции вытяжки:
Бп - г|£>пф = 0,985 • 13,60 = 13,40мм; где Впф = (Л\ = 13,60мм; г| = 0,975...0,995.
Рис. 2. Полуфабрикат последней вытяжки
Толщины стенки полуфабриката последней вытяжки в различных сечениях:
а) в месте перехода прямолинейной внутренней образующей в криволинейную внутренней поверхности дна
5л = - 0,5Д^)юн = (0,5 - 0,5 • (- 0,08))-1,0053 = 0,54 мм,
Вн 113 54
где т„ =, — = - = 1,0053 - коэффициент обжима;
^Вп Д/13,396
б) в месте среза полуфабриката:
= (у? - 0,5Д£р )яв = (0,3 - 0,5 • (- 0,08)) • 0,9956 = 0,34 мм,
1Вгв I 13,21
где тп= \—^ = \—-— = 0,9956.
Вп у 13,396
Диаметры пуансона последней вытяжки в различных сечениях: =Бп -2£® =13,40-2-0,34 = 12,72 мм;
¿/"=£)л-25" =13,40-2-0,54 = 12,32 мм.
Толщина дна полуфабриката определяется из условия равенства объемов донной части полуфабрикатов последней вытяжки УДВ п и готовой гильзы с учётом припусков на образование проточки и сверление запальных отверстий:
Высота полуфабриката
12 1443,09
= 80,64 мм.
3,14 • [3 • 13,402 - (12,722 +12,72 • 12,32 +12,322)]
2
Здесь
УСТ =у - уДНО = V у п у заг у п г заг
•2 = 1443,09 мм3
Получим Нп = Н„т + Тдн п = 80,64 + 2,00 = 82,64 мм.
3. Определение геометрии полуфабриката выдавливания (рис. 3). Внутренний диаметр полуфабриката прессования с раздачей определяется из условия вхождения пуансона вытяжки в полуфабрикат прессования с раздачей: ¿/выд = ¿/^ + А, = 12,32 + 0,08 = 12,4 мм.
Наружный диаметр определяется исходя из допустимой степени деформации. Степень деформации на операции прессования с раздачей является важной величиной для нахождения удельной силы, действующей на инструмент и обеспечивающей удовлетворительную стойкость пуансона, изготовленного из сталей марок РСМ5, ЗХЗМЭФ. Удельная сила не должа превышать 1500... 1600 МПа.
Лвыд
Рис. 3. Полуфабрикат выдавливания
Основываясь на зависимостях рис. 4, назначаем степень деформации выдавливания 0,6 и рассчитываем наружный диаметр полуфабриката прессования с раздачей:
^выд —
0,6
|12^
0,6
= 16мм,
Рис. 4. Зависимость удельной силы от степени деформации для стали 18ЮА при температуре 750 °С
Толщина дна Гдн выд = ТП ДН = 2,00 мм.
Высоту полуфабриката получим из условия постоянного объема материала:
2 2 Я^ВЫД ГТ1 1-7ЛС ЗД4-16 ПЛ«Л0 3
■ дн.выд -1725-----------2 = 1323,08 мм
уст —V -V - V -
'выд ^заг у дн.выд ^заг
ттст _ 11 ВЫД ~~
я.
4К
ст
ВЫД
4-1323,08
л(£выд-4„д) 3,14• (162 -12,42)
= 16,50 мм,
= я£„ + 7\,„„ = 16,50 + 2,00 = 18,50 мм.
ВЫД ~~ ВЫД 1 ^ ВЫД
4. По размерам полуфабриката прессования с раздачей можно вычислить размеры исходной заготовки, соответствующей размерам готового изделия с учётом припусков на обрезку и механическую обработку. Учитываем возможности осуществления операций прессования с раздачей, используя рекомендации работы Ренне И.П, Сумороковой А.И. [3], приведенные в таблице зависимости выходных параметров процесса свободного открытого выдавливания с раздачей (£>о- диаметр заготовки).
Далее в соответствии с ГОСТ 2590-71 "Сталь круглая" определяем диаметр заготовки, который равен 12 мм. Тогда с учетом необходимого объема высота заготовки
4-1725
Л¥ и _ чгзаг
н0 ~--------у
3,14-12 154
= 15,25 мм,
Зависимость выходных параметров процесса выдавливания
с раздачей
~ ^выд/^0 0,8 0,9 1,0
*^/^выд 0,197...0,208 0,179...0,195 0,163...0,181
о я II 1 0,300...0,320 0,300...0,320 0,300...0,320
И/Б 1,580...1,650 1,580...1,650 1,580...1,650
-^выд ~ ^выд/Оо 1,500...1,520 1,620...1,680 1,740... 1,860
В данном случае
4ыл 12,40
£/и=^ЫД =^и=103;
Б
0
12
П
ВЫД 16
ВЫД
= — = 1,33 < 1,740. °0 12
Таким образом, из заготовки диаметром 12 мм можно получить полуфабрикат с наружным диаметром 16,16 мм прессованием с раздачей.
5. Определение суммарной степени деформации вытяжки по верх-
нему сечению: =
кв„„ - к? фв2ьщ - ¿В2ЫД) - - ¿1)
ВЫД
п
7В
ВЫД
‘ВЫД.__________
(-^выд — ^ВЫД )
= 0,83
Предлагаем проводить две операции вытяжки. Деформационная способность стали 18ЮА при обработке в полугорячем состоянии (740...780 °С) позволяет достигать суммарную степень деформации через две матрицу для первой вытяжки на 0,6 [1]. Находим и степень деформации для второй по формуле
1 “ Уе =(!“ Щ)0- ~ Уг) <=> С1 “ °>83) = 0 “О’бХ1 “ 'Иг) => ¥2 = °>575 •
Аналогично для каждой операции вытяжки задаем степень деформация через верхнюю матрицу и находим степень деформации через нижнюю матрицу:
1) первая вытяжка: суммарная степень ^ = 0,6, распределение степеней по матрицам: верхняя = 0,40, нижняя= 0,33.
2) вторая вытяжка: суммарная степень ^2 =0,575, распределение степеней по матрицам: верхняя Ч/2В = 0,40, нижняя Ч/2Н = 0,3.
6. Определение полуфабриката первой вытяжки, площадь поперечного сечения которого определяется по заданной степени деформации (рис. 5):
Т-Г В |-тВ
в *1 =0,575;
ШБ _
т п ~
П
в
я[£>2-(<02] 3,14• (13,402 -12,722)
= 32,81 мм"
1-Ч>и 4(1 -Ч^) 4 (1-0,575)
Диаметр по внутреннему профилю
= <1* + X = 13,02 + 0,2 = 12,52 мм; а* = = 12,72 мм.
Наружный диаметр
+ (^1В)2=дР:|^+ 12,722 = 14,27 мм
і с у *3 * 1 I
Рис. 5. Полуфабрикат первой вытяжки
Толщина дна Тднд = Тднп = 2,00 мм.
Степень деформации нижнего сечения определяется как
_^н-ґ„н . . 21,81
П _
н
=1-^- = 1-
36,80
= 0,41.
Здесь ЯН=--[(АН)2-(^Н)2] = —-(14,272-12,522) = 36,80 мм2; 4 4
Рп = ~'[(О")2 - Ю2] = ^ • (13,402 -12322) = 21,81 мм2.
Высота полуфабриката
тг ДНО та2 1^2 1 /1 О ^ ^
^ ^ Кдн0 = СН0 = • 282 = 319,81 мм3;
УГ 02п 1 Д2 13,402
^ = кзаг-г1дпи =1725-319,81 = 1405,19 мм";
156
г ДНО _
VlT = Сар.1 - СутрЛ = ^ • Я" {ЗА2 - [(df)2 + d\ • rff + (¿f)2]}.
12j^CT
Получим #fT =-------------------т—^---------------— = 40,35 мм,
nx{3£>1 -[(¿/f)2 + d? ■ d\ + (Jf)2]}
Hx = tffT + ГднЛ = 40,35 + 2,00 = 42,35 мм.
Далее изготовление идет по существующей технологии: осуществляются предварительная и окончательная прессовки дна, обрезка, обточка фланца обжим корпуса, пробивка.
Разработанный технологический процесс позволяет экономить исходный материал за счет использования прутковой заготовки.
Применение прессования с раздачей позволило получить оптимальное соотношение исходной заготовки HjD = 1,27 .
Использование полугорячей обработки повышает пластичность материала при обработке давлением и тем самым дает возможность сократить трудоемкость изготовления.
Список литературы
1. Журавлев Г.М., Лялин В.М. Основы технологии производства элементов с применением полугорячей штамповки. Тула: ТПИ, 1989. 63 с.
2. Кузнецов В.П., Ренне И.П., Рогожин В.Н. Холодное выдавливание полых цилиндрических изделий из малоуглеродистой стали. Тула: Приокское книжное изд-во, 1976. 72 с.
3. Ренне И.П., Суморокова А.И. Технологические возможности процесса свободного выдавливания (без матрицы) полых деталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1987. №5. С. 25-26.
G.M.Zuravliov, Dao Tien Toi
MANUFACTURE HUNTING CARTRIDGES WITH THE DISTRIBUTION OF MODE FOR SEMI STAMPING
An approach to the development of technological process fabricating hunting cartridges was investigated using warm-forming extrusion with distribution. The calculation of geometry of semi-product manufactured by extrusion with distribution, drawing was carried out. The technological process of manufacturing hunting cartridge is developed.
Key words: extrusion with distribution, hunting cartridge.
Получено 14.07.11
