CC BY
41
от начального до конечного пункта как по прямолинейным, так и по сложным пространственным трассам.
Рассмотренная методика инженерного расчёта может быть внедрена в производство транспортно-технологических конвейеров, позволяющих обслуживать производственный цикл по заданной программе, и может конкурировать с традиционными видами заводского транспорта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лускань О. А. Конвейер для перемещения изделий на тележках-спутниках в гибких производственных системах / Н.Е. Ромакин, О. А. Лускань // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение, 2003. №5. С. 111-115.
2. Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.Е. Ромакин. М.: Изд. центр «Академия», 2008. 432 с.
Лускань Олег Александрович -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Подъёмно-транспортные, строительные и дорожные машины» Балаковского института техники, технологии и управления (филиала) Саратовского государственного технического университета
Luskan' Oleg Aleksandrovich -
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of the Department of «Hoisting-and-transport, building and road cars» of Balakovo Institute of Engineering, Technology and Management (branch) of Saratov State Technical University
Статья поступила в редакцию 16.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
УДК 621.735
В.А. Мелентьев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ КОМБИНИРОВАННОГО ДОРНОВАНИЯ
КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
Рассматривается способ определения потребной силы для осуществления комбинированного дорнования кольцевых металлических заготовок. Проводится сравнение расчетных усилий дорнования с экспериментальными.
Кольцевые заготовки, деформация, усилие, дорнование
V.A. Melentev
DETERMINATION EFFORT MULTIFUNCTION BURNISHING CIRCULAR PART
BLANK
The way of the determination of necessary power is considered for realization multifunction burnishing metallic circular part blank. It is conducted comparison accounting effort burnishing with experimental.
Circular part blank, deformation, effort, burnishing
При разработке технологии обработки кольцевых заготовок давлением большое значение имеет определение величины усилия, необходимого для осуществления деформации.
В частности, при обработке заготовок методом комбинированного дорнования предварительный расчет усилий позволяет правильно подобрать оборудование, оснастку и схему обработки. Но определение потребной силы на пуансоне для осуществления комбинированного дорнования представляется сложной задачей, требующей учета множества факторов. Поэтому в практических целях целесообразнее упростить эту задачу, приняв следующие допущения [4]:
1) Рассматривается только случай плоского деформированного состояния. Деформации в тангенциальном направлении незначительны.
2) Принято, что плоские изначально сечения остаются плоскими в течение всего процесса деформирования.
3) Считается, что аксиальные напряжения в элементарном объеме заготовки распределены равномерно по всей площадке, на которую они действуют в данный момент.
4) Работа тягового усилия дорна зависит от его профиля. С возрастанием конусности профиля дорна работа тягового усилия уменьшается. Происходит это за счет снижения работы на входе и на выходе дорна и за счет снижения работы сил трения.
Потребную силу дорнования можно определить умножением осевого напряжения на площадь кольцевого сечения заготовки [1, 2], либо разделив работу усилия дорна на элементарное осевое перемещение дорна ёк (рис. 1), с учетом рекомендаций А.В. Королева [3]:
Р = О" $
$ X
2 , ^ 1
-р- 1п— + -•, л/3 2 V
2 •
+(1+% • 1п ^+1 • т
2
2 V
2-2■ • 1п^
(1)
где О $ - предел текучести материала заготовки с учетом упрочнения, Па; г - радиус профиля дорна, м; $1 и $2 - начальная и конечная толщина стенки заготовки, м; т - коэффициент трения скольжения дорна по заготовке.
Для определения напряжения в обработанной стенке кольца О2 необходимо учесть упрочнение металла [5] следующей подстановкой:
(01 + 0 2 )
О = О =
5 Ср
2
(2)
где 01 и О2 - напряжения текучести металла на входе и на выходе дорна, Па. Тогда искомое напряжение:
о = О
2 СР
Г !
(1+т • 1п +(1+-2=+■—1п • 1п
$ 2 Л/3 2 $ 2 $ 2
(3)
Экспериментальные исследования [5] показали, что при увеличении угла сдвига а в зависимости от условий трения [3] и величины сдвиговых деформаций в поверхностном слое металла перед дорном образуется волнообразный «наплыв», который увеличивает очаг де-
X
г
\
г
\
2
2
формации. Металл начинает выдавливаться из пластической зоны, а кольцевая пластическая волна двигается впереди дорна, увеличивая ширину поверхности контакта. В результате усилие перемещения дорна также возрастает.
В случае комбинированного дорнования инструментом со сферической или торовой рабочей поверхностью радиусу рабочей части дорна г можно сопоставить определенное значение угла а, зависящего от глубины воздействия рабочей поверхности дорна на обрабатываемую поверхность.
На рис. 2 показаны теоретические и экспериментальные зависимости тягового усилия дорна Рд от угла а . Сплошными линиями показаны аналитические зависимости, полученные
с использованием формулы (1) при помощи программного продукта Mathcad 14. Штриховой линией показаны кривые, построенные на основании экспериментальных данных из [5]. Кривые на рис. 2а получены при натяге дорнования в 1 мм, а кривые на рис. 2,б - при натяге дорнования в 2 мм.
р 9 ¿7
1ц:-
V,
Рис. 2. Зависимость усилия дорнования Рд от угла а контакта дорна с заготовкой
при различных натягах дорнования
а
б
В ходе этих исследований было установлено, что величина наплыва заметно возрастает при а >12° и практически не зависит от натяга.
При а >12° с увеличением наплыва ухудшается доступ смазки в очаг деформации, поэтому коэффициент трения увеличивается относительно расчетного. При углах а менее 4° экспериментальные значения усилий превышают расчетные более чем на 50%, что, видимо, связано с увеличением площади контакта дорна с заготовкой и увеличением трения удлиняющейся части заготовки по матрице. На рис. 2 б теоретические значения на 25...30% превышают экспериментальные при а >9°. Это говорит о том, что коэффициент трения значительно колеблется при изменении условий смазки в очаге деформации.
Таким образом, можно сказать, что описанная методика может быть использована при анализе комбинированного дорнования в пределах колебания угла контакта дорна с заготовкой в пределах от 4 до 12 град., что соответствует реальным условиям осуществления комбинированного дорнования. Полученные зависимости позволили выяснить характер влияния основных факторов на усилие дорнования. Эти зависимости с определенной погрешностью соответствует экспериментальным [1], что свидетельствует о приемлемости изложенной методики анализа. Однако стремление максимально упростить аналитическое решение привело к необходимости использования ряда допущений, что неизбежно сказалось на точности расчетных значений, получаемых по приведенным формулам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Королев А.В. Исследование технологии бокового выдавливания при изготовлении колец / А.В. Королев, В.А. Мелентьев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. №2 (24). Вып. 1. С. 41-45.
2. Королев А.В. Расчет усилий деформации при обработке металлических кольцевых заготовок в холодном состоянии / А.В. Королев, В.А. Мелентьев, А.А. Никифоров // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. №4 (36). С. 36-39.
3. Королев А.В. Специфика процесса комбинированного дорнования кольцевых деталей с утолщением / А.В. Королев, В.А. Мелентьев // Исследования сложных технологических систем: сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. С. 60-62.
4. Штамповка кольцевых заготовок / Д.С. Львов, Ю.Л. Рождественский, А.В. Абрамов, Л.К. Литвак. М.: Гостехиздат, 1958. 182 с.
5. Монченко В.П. Эффективная технология производства полых цилиндров / В.П. Монченко. М.: Машиностроение, 1980. 248 с.
Мелентьев Владимир Александрович -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Проектирование технических и технологических комплексов» Саратовского государственного технического университета
Статья поступила в редакцию 20.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
Melentyev Vladimir Aleksandrovich -
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of the Department of «Designing technical and technological complex» of Saratov State Technical University
УДК 621.7:658.12
С.Г. Митин, П.Ю. Бочкарёв
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ФРЕЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Рассматривается модель подсистемы проектирования технологических операций фрезерной обработки. Представлены методики формирования рациональных комплектов режущего инструмента и генерации возможных последовательностей обработки при проектировании операций фрезерной обработки в системе планирования многономенклатурных технологических процессов.
Автоматизация проектирования, фрезерная обработка, многономенклатурное производство
S.G. Mitin, P.Yu. Bochkarev
AUTOMATION OF DESIGNING OF TECHNOLOGICAL OPERATIONS OF MILLING PROCESSING IN THE CONDITIONS OF MULTINOMENCLATURE
MANUFACTURING
The model of a designing subsystem of technological operations of milling processing is considered. The technique of formation of rational complete sets of the cutting tool and a technique 114
