CC BY
9
ANALYSIS OF CHANGES IN FORCES DURING ISOTHERMAL PUNCHING
OF HOLES IN TEE
I.S. Khrychev, A.V. Kharchenko
The operation of piercing three holes in semifinished products obtained by isothermal orthogonal extrusion in split dies has been investigated. It is assumed that the deformation is carried out by three punches moving at the same speed. The assessment of the change in the force parameters of this process under different modes of deformation is made
Key words: hole piercing, hot deformation, forces.
Khrychev Ivan Sergeevich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University.
Kharchenko Anton Vitalievich, student, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-5-134-137
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РИФЛЕЙ НА ВНУТРЕННЕЙ И НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТЯХ ОБОЛОЧКИ
С.С. Яковлев
В работе описывается новый метод нанесения сетки рифлей одновременно на внутренней и наружной поверхности заготовки. Проведено моделирование процесса в программе QForm, и приведены его результаты.
Ключевые слова: рифление, сетка рифлей, поверхность оболочки, обработка металлов, оболочка, метод.
Существуют несколько способов для получения оболочек на внешней поверхности которых нанесена сетка рифлей [1-3]. К ним относятся как методы обработки металлов давлением, резанием, так и различные электрохимические. Аналогичная картина наблюдается касательно способов нанесения сетки на внутренней поверхности цилиндра [4-6]. В данном случае применяются подобные же технологии.
Однако операций одновременного нанесения и внутренних, а наружных рифлей на данный момент не известно, что приводит к необходимости разработки новых способов и устройств. К новому способу можно отнести изготовление сетки рифлей на обеих сторонах цилиндрической заготовки за счет проталкивания заготовки в полость между рабочей оправкой и матрицей, на которых нанесены специальные клиновые спиральные выступы.
Новый способ заключается в выполнении двух операций. На первой (рис. 1) осуществляется проталкивание заготовки 5 в полость между рабочей оправкой 2 и матрицей 1. На матрице и оправке нанесены спиральные клиновые выступы 3 и 4 с углом подъёма а. При проталкивании происходит вращение заготовки вокруг своей оси во время формообразования рифлей локальным деформированием. В результате как на внешней, так и на внутренней поверхности оболочки образуются углубления, рифли. При этом выступы инструментов изготавливаются с требуемой формой и размерами. Далее, после проталкивания заготовки через зазор между инструментами производится съем полуфабриката.
а б
Рис. 1. Первая операция: а — схема операции; б — получаемый полуфабрикат
Вторая операция (рис. 2) проходит аналогично первой, однако матрица и оправка выполнены с выступами, имеющими противоположенный угол наклона -а. Это необходимо для формирования именно сетки рифлей.
а б
Рис. 2. Вторая операция: а — схема операции, б — получаемый полуфабрикат
Для оценки данного способа было проведено моделирование в программе QForm. Осуществлялось формоизменение цилиндрической оболочки из стали 10 диаметром 215 мм, с толщиной стенки 5 мм. Глубина рифлей соответствует высоте выступов инструментов и равняется 1,5 мм, угол их подъема составляет 30°. Высота заготовки 70 мм. В результате был получен полуфабрикат первой операции (рис. 3).
Рис. 3. Полуфабрикат, полученный после проведения моделирования
первой операции
Также был получен график технологической силы первой операции, представленный на рис. 4.
0,8
х
:> 0,7
го 0,6 Ü 0,5 го 0,4
S 0,3 ! 0,2 ° 0,1 I 0
ju 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Время операции, с
Рис. 4. Технологическая сила
В данном случае, сила формоизменения составила не более 800 кН при сохранении устойчивости стенки трубной заготовки. Таким образом, по результатам моделирования можно судить о том, что данный способ реализуем, при этом получается полуфабрикат с требуемыми геометрическим размерами рифлей.
Работа выполнена в рамках гранта Правительства Тульской области в сфере науки и техники № ДС/167.
Список литературы
1. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления : Патент РФ №2654410, кл. В21К 21/06 / Иванов Ю.А., Коротков В.А., Кухарь В.Д., Ларин С.Н., Митин О.Н., Трегубов В.И., Яковлев С.С. // опубл. 17.05. 2018, бюл. №14.
2. Иванов Ю.А., Трегубов В.И. Экспериментальная отработка редуцирования заготовок рифленым пуансоном в коническую матрицу // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 1. С. 178-182.
3. Яковлев С.С., Кухарь В.Д. Анализ силовых режимов при получении рифлей внутри цилиндрической оболочки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 32-35.
4. Яковлев С.С., Коротков В.А. Способ получения рифлей на внешней поверхности цилиндрических заготовок // Заготовительные производства в машиностроении. 2018. №7. С. 306-308.
5. Яковлев С.С., Коротков В.А. Определение степеней деформации и интенсивности напряжений при вытяжке с утонением заготовок с наружными рифлями // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 2. 256-260.
6. Яковлев С.С. Деформационные и силовые параметры при неравномерном утонении стенки заготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 11. С. 511-519.
Яковлев Сергей Сергеевич, аспирант, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
METHOD FOR PRODUCING RIEFLES ON INNER AND EXTERNAL SURFACES
OF THE SHELL
S.S. Yakovlev 136
1 1 if 1 1 1 \
1 / 1 \
1 1/ 1 1 1 \
1 1/ 1 1 1 \
____ I
The paper describes a new method of applying a groove mesh simultaneously on the inner and outer surfaces of the workpiece. The process was simulated in the QForm program, and its results.
Key words: corrugation, corrugation mesh, shell surface, metal processing, shell,
method.
Yakovlev Sergey Sergeevich, master, mpf-tula@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.7.043 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-5-137-143
МОДЕЛИРОВАНИЕ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ КАТУШЕЧНОЙ ФОРМЫ
НА ОПРАВКЕ
Г.В. Панфилов, А.В. Черняев, А.Т. До
Предложена технологическая схема штамповки осесимметричных деталей катушечной формы на оправке. Выполнены исследования влияния геометрических параметров инструмента, степени деформации и условий трения на контактных поверхностях на силу штамповки, напряженно-деформированное состояние и повреждаемость материала заготовки. Приведены рекомендации по назначению числа требуемых операций штамповки.
Ключевые слова: детали катушечной формы, холодная объемная штамповка, выдавливание, сила, повреждаемость материала.
Осесимметричные детали с торцевыми утолщениями и сквозной осевой полостью (детали катушечной формы) находят широкое применение в качестве поршней в дизельных, гидравлических и пневматических приводах различных механизмов (рис.1) [1].
а б
Рис. 1. Детали катушечной формы: а — полуфабрикат после штамповки; б — деталь с прорезанными пазами
Технология их производства включает операции отрезки мерных прутковых заготовок, штамповки торцевых утолщений различного профиля на холодно-высадочных автоматах за одну или несколько операций в зависимости от геометрических размеров изделия и завершающие операции механической обработки резанием. Если диаметр осевого отверстия значительно меньше осредненного наружного диаметра участка детали катушечной формы (ДКФ), расположенного между торцевыми
