CC BY
97
Осипова Елена Витальевна, асп., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
SYNTHESIS AND THEORETICAL RESEARCH EKSPERIMENITALNYH ROTARY DRAWING FIGURINE SHELLS WITH VARIABLE WALL THICKNESS
V.I. Tregubov, O. V. Pilipenko, S.N. Larin, E. V. Osipova
The article details the rotary drawing technology with time-division strain for the manufacture of complex-shells with variable wall thickness. As the initial preform used hot-rolled steel pipe 10. The basis of this technology on the results of theoretical and experimental investigations of former. This technology has reduced the complexity of manufacturing buildings warheads, reduce metal production, is improve the quality and reliability of manufactured parts.
Key words: rotary extractor, process, difficult-profile products forming.
Tregubov Victor Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, NPO «SPLA V»
Pilipenko Olga Vasilievna, doctor of technical sciences, professor, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Orel State University,
Larin Sergey Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Osipova Elena Vitalievna, postgraduate, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.983:539.374
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ КОНИЧЕСКИХ КУМУЛЯТИВНЫХ ОБЛИЦОВОК
А.Е. Киреева, В. Д. Кухарь, О.Н. Митин
Рассмотрены основные технологии получения конических облицовок. Выявлены достоинства и недостатки.
Ключевые слова: кумулятивная облицовка, прутковая заготовка, штамповка, матрица, пуансон, деформация, обработка металлов давлением.
Важнейшим элементом кумулятивного заряда, во многом определяющим его пробивную способность, является облицовка кумулятивной выемки [4]. При этом повышение пробивного действия кумулятивного заряда существенно зависит от физико-механических свойств материала облицовки и технологии ее изготовления.
В настоящее время наибольшее распространение получили медные облицовки конической формы (рис.1), которые квалифицируются по геометрическим размерам согласно таблице.
258
Рис.1. Облицовка конической формы
Облицовки первой группы называют облицовками малого калибра, второй группы - среднего калибра, третьей группы - большого калибра.
Согласно таблице толщина стенки облицовки может быть как постоянной, так и переменной по длине облицовки [1].
Размеры облицовок
Глубина облицовок Размеры облицовок, мм
А ¿1 ¿2 2а
I от 30 до 55 0.4...2.5 0.8...3.5 5...7 30...90
II св. 55 до 80 0.4...2.5 0.8...3.5 5...7 30...90
II св. 80 до 110 0.4...2.5 0.8...3.5 5...7 30...90
Так, при ¿2 меньше ^ толщина облицовки уменьшается к ее основанию, в противном случае толщина донной части будет превышать толщину основания. Даже если эти размеры будут изменяться по линейному закону по длине облицовки, это приведет к существенным трудностям при их изготовлении.
Кроме того, образующая конической облицовки может незначительно отличаться от прямой вогнутостью или выпуклостью в ту или другую сторону.
Все это тоже оказывает существенное влияние на технологию изготовления конкретного вида облицовки.
Традиционными технологическими процессами получения кумулятивных облицовок являются штамповка из листовой заготовки, раскатка листовой заготовки на конической оправке, формирование облицовок из медных порошков в матрице соответствующей формы и штамповка облицовок из мерных прутковых заготовок.
Ниже рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида технологии получения облицовок малого калибра на примере облицовки рис. 2.
Рис.2. Геометрические размеры конической кумулятивной облицовки
Получение данной облицовки вытяжкой из листовой заготовки толщиной 1 мм и диаметром 25,8 мм требует шесть технологических переходов с промежуточными операциями отжига. Это значительно увеличивает затраты на технологическую оснаску и приводит к увеличению трудоемкости изготовления изделия [3].
Ротационная вытяжка из плоской заготовки потребует как минимум двух операций раскатки и при этом не осесимметричный характер деформирования материала приведет к возникновении анизотропии механических свойств, которая окажет существенное влияние на эффективность действия кумулятивного зарядов [3].
Технология основана на прессовании порошковых материалов и не позволяет обеспечить требуемую плотность материала по всему объему заготовки, что сказывается на эффективности действия кумулятивного заря-
Ф35
да [2].
Наибольший интерес представляет технология штамповки облицовок из мерных цилиндрических заготовок. В этом случае осесимметрич-ный характер течения материала позволяет исключить возникновение плоскостной анизотропии механических свойств материала в стенках воронки, которая оказывает существенное влияние на эффективность ее действия. А использование прутковой заготовки позволяет значительно повысить коэффициент использования материала.
Однако реализация этого процесса связана со значительными сложностями, вызванными конической геометрией получаемого изделия. В отличие от классического обратного выдавливания цилиндрического стакана данный процесс отличается тем, что цилиндрическая заготовка должна быть четко зафиксирована в полости конической матрицы (рис. 3).
Рис. 3. Схема фиксации заготовки (1) в полости конической матрицы (2)
В идеальном случае при воздействии конического пуансона на заготовку процесс ее деформирования сведется к свертке с последующим комбинированным выдавливанием, когда металл перемещается в прямом и обратном направлениях относительно пуансона и матрицы (рис.4).
Однако в большинстве случаев при воздействии на заготовку конического пуансона она может изменить свое положение в пространстве (как жесткое тело), что приведет к неосесимметричному характеру ее формоизменения, т.е. к браку (рис. 5).
Поэтому первоочередной задачей для стабильной реализации данного процесса является выбор геометрии и размеров исходной заготовки, обеспечивающих ее устойчивое положение в полости матрицы в процессе деформирования.
а
б
в
Рис. 4. Этапы осесимметричного деформирования заготовки
а
б
в
Рис. 5. Этапы неосесимметричного деформирования заготовки
262
В связи с этим процесс деформирования может быть разбит на ряд этапов, на первом из которых реализуется операция предварительной формовки заготовки, а на последующей операции - ее окончательная штамповка до требуемой геометрией.
Кроме того, штамповка прутковых заготовок может быть сведена к получению промежуточных поковок, которые должны в последующем подвергаться или механической обработке или раскатки. Возможны варианты, когда операция штамповки позволит получить окончательные размеры соответствующей кумулятивной воронки за один переход.
Эти вопросы требуют дополнительного исследования, которые можно будет провести с использованием адекватных математических моделей.
Работа выполнена в рамках гранта РФФИ 16-48-710824 и гранта Правительства Тульской области ДС/47 от 25.05.2016.
Список литературы
1. Вопросы моделирования и конструирования кумулятивных зарядов: учеб. пособие / М.С. Воротилин, С.В. Дорофеев, Л.Н. Князева, А.Н. Чуков. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. 168 с.
2. Минин И.В., Минин О.В. Кумулятивные заряды: монография. Новосибирск: СГГА, 2013. 200 с.
3. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.
4. Смеликов В.Г. Устойчивость ограниченной кумуляции. М.: Студия "Этника", 2016. 120 с.
Киреева Алена Евгеньевна, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Кухарь Владимир Денисович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, Vladimir.D.Kuchar@,tsu. tula. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Митин Олег Николаевич, канд. техн. наук, докторант, mpf-tiila aramhler. ru, Россия, Тула, ОАО «НПО «СПЛАВ»
TECHNOLOGICAL FEATURES OF OBTAINING OF CONICAL SHAPED-CHARGE
LINERS
A.E. Kireeva, V.D. Kukhar, O.N. Mitin
The article describes the main technologies of producing conical wall. Identified strengths and weaknesses.
Key words: the cumulative cladding, bar processing, stamping, matrix, punch, deformation, processing of metals by pressure.
Kireeva Alena Evgenevna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Kukhar Vladimir Denisovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, Vladimir.D.Kuchar@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Mitin Oleg Nikolayevich, candidate of technical sciences, doctoral, mpf-tulaaramhler.ru, Russia, Tula, OPC "SPA "SPLAV"
УДК 621.7.04
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ОТБОРТОВКИ ОТВЕРСТИЙ В ЗАГОТОВКАХ С НАКЛОННЫМ
ФЛАНЦЕМ
А.В. Черняев, А. Т. До
Представлены результаты теоретических исследований операции изотермической отбортовки отверстий в заготовках с наклонным фланцем методом конечных элементов на основе программного комплекса QFORM 2В/3В. Установлены зависимости силы отбортовки от технологических параметров при вязко-пластическом течении материала.
Ключевые слова: моделирование, вязкость, кратковременная ползучесть, от-бортовка, метод конечных элементов, силовые режимы.
Патрубки с наклонным фланцем из высокопрочных материалов находят широкое применение в отраслях машиностроения, связанных с производством продукции для авиационной и ракетно-космической техники и могут использоваться в качестве горловин емкостей топлива и соединительных переходников. Традиционные технологии изготовление патрубков с наклонным фланцем связаны с горячей штамповкой толстостенных кованых труб путем многооперационной раздачи, высадки, правки с большими припусками под механическую обработку. Недостатками существующих технологий являются низкие предельные возможности этого процесса, что ограничивает высоту получаемого борта, а также значительное утонение материала на кромке отверстия борта.
Предлагается производство патрубков с наклонным фланцем осуществлять отбортовкой плоских листовых заготовок с предварительно образованным отверстием с последующей операцией обратного выдавливания, повышающей точность толщины стенки и внутреннего диаметра патрубка [1]. Процессы реализуются в регламентированных температурно-скоростных условиях в режиме вязкопластического течения материала [2].
