Схема ротационной вытяжки с разделением очага деформации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.983; 539.374

СХЕМА РОТАЦИОННОЙ ВЫТЯЖКИ С РАЗДЕЛЕНИЕМ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ

К.С. Ремнев, В.И. Трегубов, М.В. Ларина, Е.В. Осипова

Показана трехроликовая схема пластического деформирования трубных заготовок при операции ротационной вытяжки с утонением стенки, обеспечивающая разделение очага деформации.

Ключевые слова: ротационная вытяжка, утонение стенки, разделение очага деформации.

Схемы ротационной вытяжки с разделением очага деформации имеют ряд важных преимуществ по сравнению с традиционными схемами. Они обеспечивают уменьшение деформирующих сил операции (при прочих равных условиях), достижение более высоких степеней деформации за один проход заготовки. Использование таких схем позволяет интенсифицировать процесс ротационной вытяжки, а также обеспечивает высокую точность изготавливаемых деталей.

На рисунке представлена наиболее предпочтительная схема с тремя роликами, поскольку она обеспечивает равновесие радиальных сил:

PR1 = Pr 2 = PR3. (1)

Суммарная деформация разделяется между тремя роликами, которые имеют радиальное смещение и установлены в одной плоскости. Ролики имеют различные углы рабочего конуса и устанавливаются с различной величиной зазора от оправки. Необходимым условием является установка наибольшего зазора для ролика с наименьшим углом, а зазор, равный толщине стенки готовой детали на обрабатываемом участке, устанавливается для ролика, имеющего наибольший угол в комплекте из трех.

Такая установка деформирующих роликов при ротационной вытяжке приводит к образованию трех последовательно расположенных неразрывных участков деформации, наклоненных к оси заготовки под различными углами. Расположение очагов деформации таким образом позволит ограничить образование наплыва и обеспечить более высокую точность диаметральных размеров изготавливаемых деталей.

Величина радиальной составляющей силы в этом случае определяется по выражению

Pr = И°Rrkdq sin qdz, (2)

где sr - радиальные напряжения на роликах.

148

Машиностроение и машиноведение

Тангенциальная составляющая определяется как

Px= P%1 + PT2 + Ртз, (3)

где Pti, Pt2, Pt3 - тангенциальные составляющие сил на первом, втором и третьем роликах соответственно;

Pel = Яsxi| drcos 0eidz; P%2 = ЯSt2l Q dr cos ев2^г;

ie=eei |0=0e2

Pt3 = U se3|e=e dr cos ee3dz,

где eei, ee 2, ee3 - угол контакта заготовки с первым, вторым и третьим роликами; oei, оТ2, st3 - тангенциальные напряжения на первом, втором и третьем роликах соответственно.

Трехроликовая схема ротационной вытяжки цилиндрических деталей с разделением деформации при радиальном смещении роликов: 1 - ролик; 2 - оправка; 3 - деталь

Осевая сила, действующая на суппорт стана ротационной вытяжки, вычисляется по выражению

Р* = Pz1 + Р*2 + Р*3, (4)

где Р21, Р22, Р*з при * = 0 - осевые составляющие сил на первом, втором

и третьем роликах соответственно;

Гк1 0в1 гк2 0в2 Р*1 = I 1 °г1(г,е)г^е+|1оРт; р*2 = 1 1о*2(г,0)гагае+|оРя2;

Ял о яа 2 о

гк3 0вЗ

Рг 3 = I I о (г, 0)^0 + 1 оРяз, Ьа о

где о , о * 2, о * 3 - осевые напряжения на первом, втором и третьем роликах на выходе из очага деформации при * = 0 соответственно.

149

Момент сил, необходимый для осуществления пластического формоизменения в очаге деформации, может быть вычислен приближенно как

М е» М 01 + М 02 + М 03. (5)

При этом моментами М qi, М 02 и М 03 на углах 0в1, 0в 2 и 0вз совершается работа деформации

^еф » М010в1 + М020в2 + М030в3 . (6)

Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 15-48-03235.

Список литературы

1. Яковлев С.С., Трегубов В.И., Ремнев К.С. Ротационная вытяжка с утонением стенки трубных заготовок из анизотропного материала // Куз-нечно-штамповочное производство. 2011. № 12. С. 10 - 17.

Ремнев Кирилл Сергеевич, д-р техн. наук, доц., mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

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

Ларина Марина Викторовна, канд. техн. наук, доц., mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Осипова Елена Витальевна, асп., mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

SCHEME ROTARY DRA WING WITH THE DIVISION OF THE DEFORMA TION ZONE K.S. Remnev, V.I. Tregubov, M.V. Larina, E.V. Osipova

It is shown that three roller scheme for plastic deformation of pipe-gotovok in step rotary drawing with wall thinning, providing separation of the deformation zone.

Key words: rotary extractor, wall thinning, a division of the deformation zone.

Remnev Kirill Sergeevich, doctor of technical sciences, docent, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

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

Larina Marina Victorovna, candidate of technical sciences, docent, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Osipova Elena Vitalievna, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University