CC BY
51
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
В качестве альтернативных способов обработки можно использовать другие технологические операции. Например, формирование фланцевого участка методом накатки раскатными роликами (рис. 1, I). При этом гильзовая оболочка может и не иметь выступающей закраины, как оболочка формы III. Фланцевый участок может быть сформирован высадкой донной части полуфабриката, полученного вытяжкой (рис. 1, II). При оформлении фланца пластическим деформированием с использованием операции выдавливания, капсюльное гнездо штампуют в черновом приближении, а при высадке фланца производят его калибровку [5].
Формирование фланцевого участка штамповочными операциями способствует увеличению механических характеристик дна гильзовой оболочки.
I V,, I v„
а б а б а б
Рис. 1. Схемы получения фланцев гильзы: I - накатка роликом; II, III - высадка донной части (а - материал до деформирования;
б - полученный фланец)
Рассмотрим технологический процесс изготовления гильзовой оболочки бутылочной формы, эскиз которой показан на рис. 2.
Рис. 2. Гильзовая оболочка бутылочной формы
Показанная гильзовая оболочка изготавливается из латуни Л68-70 ГОСТ 15527-70 или ее импортных аналогов.
Данная марка латуни имеет достаточные пластичные свойства, чтобы достигать больших степеней деформации, и в то же время обладает удовлетворительными прочностными характеристиками. Кроме того, латунь марок Л68-70 характеризуется нормальной вязкостью и не склонна к налипанию на инструмент при реализации штамповочных операций.
17
Поскольку разрезка проволоки или прутка на мерные заготовки и последующие процессы комбинированного выдавливания существенно менее энергоемки, чем отрезка заготовки от прутка, а затем реализация операции обратного выдавливания, то формообразование гильзовых оболочек возможно проводить на прессе типа ВР-51.
Процесс моделирования технологии изготовления латунной гильзовой оболочки охотничьего патрона проведем на примере использования программного продукта Рго/ЕКОЕКЕЕЯ 2001.
Проектирование технологического процесса по переходам будем вести в обратном порядке, то есть от последнего перехода к первому (вытяжка-выдавливание-осадка) для гильзовой оболочки, имеющей следующие геометрические параметры (рис. 3): В = 8,58 мм; В = 13,24 мм; £>2 = 14,93мм; й = 7,74 мм ; ^ = 12,89 мм; ^ = 5,29 мм; йз = 2 мм; d4 = 6,1 мм ; Н = 69,2 мм ; И = 14,3 мм; И2 = 3,12 мм; Из = 2,42 мм; И4 = 1,52 мм; И5 = 6,48 мм; Иб = 3,3 мм; И7 = 5,32 мм; И = 60,22 мм; И9 = 9,88 мм; ? = 0,5 мм.
Рис. 3. Обозначение размеров гильзовой оболочки
Рассмотрим основные операционные переходы деформирования полуфабриката: вытяжка, выдавливание и осадка.
А. Полуфабрикат, полученный вытяжкой
Полуфабрикат, полученный операцией вытяжки, по форме и геометрическим размерам приближен к готовому изделию, но без обжима
дульца гильзы. На данном этапе полуфабрикат имеет следующие размеры:
*
- внешний диаметр: В = 14,93 мм;
- внутренний диаметр верхнего участка (в случае неизменной тол-
*
щины стенки оболочки): й = 12,89 мм;
- высоту оболочки определяем методом подбора с использованием программного продукта Pro/ENGENEER 2001, учитывая равенство объемов (рис. 4).
Рис. 4. Определение высоты заготовки: а - длина заготовки 1зг = 80 мм; б - длина заготовки 1зг = 60 мм;
в - длина заготовки 1зг = 72,1 мм
Моделирование наглядно показывает, что заготовка длинной 80 мм имеет избыточный объем, 60 мм - недостаточный объем. Таким образом, оптимальная длина полуфабриката составляет 72,1 мм.
Б. Полуфабрикат, полученный выдавливанием (рис. 5)
Для расчета этого перехода задаем диаметры верхнего и нижнего отверстия, а также наружный диаметр нижнего элемента детали. Для проведения расчетов задаемся зазором 7 = 0,1. Исходные размеры использованы от заготовки, полученной вытяжкой.
В этом случае:
- размер большого отверстия
б = б + г = 12,89 + 0,1 = 12,99 мм;
- диаметр нижнего отверстия
б** = б2 + г = 5,29 + 0,1 = 5,39 мм;
в
наружный размер Е*
**
1"Г- 7 'Г 'Г 1"Г
В = й + 2япф,
**
где 8пф - толщина боковой стенки изделия, мм.
Зададимся коэффициентом утонения равным ш8 = 0,58 и определим толщину стенки:
**
уп.ф
**
^п.ф 1,53
т,
0,58
= 2,57 мм .
Отсюда
В** = 12,99 + 2 • 2,57 = 18,13 мм;
**
- величина наружного диаметра В
** **
В* = В* = 14,93 мм.
Размер толщины дна и глубину нижнего отверстия определяем по чертежу готового изделия с учетом допускаемых отклонений. Величины остальных линейных размеров находим в соответствии с конструктивными особенностями. Общую высоту заготовки находим аналогично как и для полуфабриката для проведения операции вытяжки:
Н выд = 20,4 мм.
Рис. 5. Модель полуфабриката, полученного выдавливанием
В. Полуфабрикат, полученный в результате осадки (рис. 6) Диаметральные размеры осаживаемого полуфабриката подбирают из тех соображений, чтобы исходная заготовка могла разместиться в деформирующем инструменте. Таким образом, с учетом минимального зазора
Вос = В** - 2 = 18,13 - 0,1 = 18,03 мм.
20
Затем, зная объем, находим высоту осаженного полуфабриката
И,
4У,
зг
ос
пОО
4 • 2987.2
,2
11,1 мм.
.ос п 18,03'
Проведем проверочный расчет формы осаженного полуфабриката с использованием программного комплекса Рго/ЕКОЕКЕЕЯ 2001.
Рис. 6. Размеры осаженного полуфабриката
Из приведенных расчетов видно, что числовые значения размеров осаженной заготовки, полученных расчетным путем и компьютерным моделированием, полностью совпадают.
Выводы
1. Применение штамповочных операций при формировании фланцевого участка способствует увеличению механических характеристик дна гильзовой оболочки.
2. Путем использования программного комплекса Рго/ЕКОЕКЕЕЯ можно существенно экономить временные затраты при проведении проектных и проверочных расчетов при технологической подготовке производства.
Работа выполнена в рамках гранта администрации Тульской области ДС/ 155.
Список литературы
1. Справочник по технологии патронного производства / Г. А. Данилин [и др.]. М.: Военмех, 2011. 352 с.
2. Основы проектирования патронов к стрелковому оружию / Г. А. Данилин [и др.]. М.: Военмех, 2004. 345 с.
3. Евдокимов А.К., Андрейченко В.А. Холодное выдавливание. Разд. 3. Малоотходная, ресурсосберегающая технология штамповки. Кишинев: итуегБЙав, 1993. 238 с.
4. Ковка и штамповка: справочник в 4 т. Т. 4. Листовая штамповка / под общ. ред. С.С. Яковлева; ред. совет: Е.И. Семенов (пред.) и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2010. 732 с.
5. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки / Ф.В. Гречников [и др.]; под общ. ред. А.Г. Овчинникова. М.: Машиностро-ение,1985. 184 с.
Платонов Валерий Иванович, канд. техн. наук, доцент, mpf-tulaaramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Тушин Роман Андреевич, канд. техн. наук, инженер, mpf-tulaaramhler.ru, Россия, Тула, АО «НПО «СПЛАВ» имени А.Н. Ганичева»,
Благочиннов Роман Сергеевич, студент, mpf-tulaaramhler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DESIGN OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF MANUFACTURING CASES
OF HUNTING CARTRIDGES
V.I. Platonov, R.A. Tushin, R.S. Blagochinnov
The article considers the issue of designing a shortened technological chain of manufacturing cartridges for hunting cartridges hy replacing multi-operation hoods that thin the wall of a workpiece hy forming a hollow workpiece hy a cold extrusion operation. The basic calculations of the geometric parameters of semi-finished products for each operation are presented.
Key words: hood, extrusion, tool, shell, technological process.
Platonov Valeriy Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, mpf-tulaaramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Tushin Roman Andreevich, candidate of technical sciences, еngineer, mpf-tulaaramhler. ru, Russia, JSC «SPLAV SPA» named after A.Ganichev»,
Blagochinnov Roman Sergeevich, student, mpf-tula a ramhler. ru, Russia, Tula, Tula State University
