CC BY
37
ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
УДК. 621.7, 539.3
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПЛОСКОЙ КРУГЛОЙ ЗАГОТОВКИ В КОЛЬЦЕВУЮ МАТРИЦУ С ПОЛУЧЕНИЕМ ДЕТАЛИ ТИПА «ПОЛУТОР»
С ЦИЛИН ДРИЧЕСКИМИ СТЕНКАМИ
В. Д. Кухарь, А.Н. Пасько, О. А. Екимова
Рассматривается напряженно-деформированное состояние и силовые параметры процесса деформирования плоской круглой заготовки.
Ключевые слова: вытяжка, «полутор», кольцевая матрица.
Для получения детали типа «полутор» с цилиндрическими стенками (рис. 1) рассмотрим деформирование круглой заготовки [1] тех же размеров, но с меньшими внешними и внутренними диаметрами пуансона Оп и ^ и матрицы Вм и йм.
I
Рис. 1 Деталь с цилиндрическими стенками
Начальное положение инструмента соответствует положению как и при получении детали типа «полутор» полусферического профиля в меридиональном сечении [1]. Рабочий ход пуансона состоит из толщины заготовки радиуса скругления матрицы и радиуса пуансона:
322
А = £3 + гм + Яп
На рис. 2 - 4 накопленной пластической деформации, деформация еуу и среднего напряжения видим, что распределение в меридиональном сечении этих показателей повторяет картину напряженно- деформированного состояния предыдущего варианта, получение детали типа «полутор» с цилиндрическими стенками [2].
I
■
0.15
Рис. 2. Накопленная пластическая деформация в меридиональном
сечении
\
Рис. 3. Пластическая деформация еуу в меридиональном сечении
Пластическая деформация еуу при данной схеме деформирования плоской заготовки ниже на 2%-4% чем при плоской кольцевой заготовки.
I
Рис. 4 Среднее напряжение в меридиональном сечении полутора (МПа)
Гидростатическое давление в процессе деформирования в тороб-разной части является сжимающим (рис. 4). Однако, как и при выше рассмотренной схеме деформирования, на внутреннем диаметре вытяжной матрицы наблюдает растягивающее напряжение. Но в сравнении с деформированием плоской кольцевой заготовки, показатели среднего напряжения наилучшие.
z
Л
Рис. 5. Лагранжевые линии в меридиональном сечении
Течение металла при формоизменении характерно предыдущему варианту. На данной схеме (рис. 5) отчетливо видно, что формообразование осуществляется за счет внешнего края заготовки. Лагранжевые линии параллельные оси OZ в этой зоне интенсивнее видоизменены. В то время как на внутренней зоне торообразной части детали лагранжевые линии остаются неизмененными.
і
Рис. 6. Характерные точки в меридиональном сечении
Аналогично предыдущим случаям, рассмотрим более подробно напряженно-деформированное состояние в точках №1 и №2 расположение которых показано на рисунке 6.
На рис. 7 видим, что накопленная степень деформации в точке №1 монотонно возрастает и в конце операции ее значение не превышает 0,25. Для трассируемой точки №2 накопленная степень деформации меньше чем в точке №1 и не превышает значения 0,16. Интенсивность скоростей деформаций второй точки выше на 10 1/с чем, второй и составляет 30 1/с. Это означает, что с движением кольцевого пуансона вниз первой начинает формироваться внешняя сторона торообразной части изделия, затем внутренняя.
О 0.01 0.02
а
б
Рис. 7. Показатели деформированного состояния: 1- накопленная степень деформации; 2 - интенсивность скоростей деформаций;
а - в точке №1; б - в точке №2
а
б
Рис. 8. Показатели напряженного состояния: №11-интенсивность напряжений; 2 - среднее напряжение; а - в точке №1; б - в точке №2
Для реализации данной операции требуется оборудование, номинальная сила которого не меньше 0,2 МН. р,
о 0.01 0.02 t, с
Рис. 9 Силовые параметры процесса
Максимальное усилие составляет 0,2 МН что на 6% больше чем при формообразовании детали типа «полутор» с цилиндрическими стенками.
Также аналогично предыдущей схеме деформирования плоской заготовки и плоской кольцевой заготовки, при соответствующей схеме нагружения, в момент, схода кромки заготовки с горизонтальной плоскости матрицы на радиус скругления.
Список литературы
1. Кухарь В.Д., Пасько А.Н., Екимова О.А. Теоретическое исследование комбинированного процесса вытяжки и отбортовки в кольцевую матрицу с получением детали типа “полутор” сферического профиля в меридиональном сечении // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула; ТулГУ, 2013. Вып. 9. С. 365 - 371.
2. Биба Н. А., Стебунов С. А. QForm 5.0 - программный инструмент для повышения эффективности производства в обработке металлов давлением // CAD/CAM/CAE Observer No 8 (44), 2008, ISSN 1407-7183.
3. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. Л.: Машиностроение, 1979. 520 с.
Кухарь Владимир Денисович, д-р техн. наук, проф., проректор, Boyko-OA@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Пасько Алексей Николаевич, д-р техн. наук, доц., aleksey.n.pasko@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Екимова Оксана Анатольевна, асп., Boyko-OA@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE ORETICAL STUDY OF THE DEFORMATION OF A FLAT ROUND BILLETS IN A CIRCULAR MATRIX WITH OBTAINING THE PARTS OF THE TYPE «POLUTOR» WITH
CYLINDRICAL WALLS.
V.D. Kuchar, A.N. Pasko O.A. Ekimova
32б
Discusses the stress-strain state and force parameters ofprocess of deformation of a flat round billet.
Key words: kitchen, «полутор» ring matrix.
Kukhar Vladimir Denisovich, doctor of technical sciences, professor, prorector, Boyko-OA ayandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Pasko Aleksej Nikolaevich, doctor of technical sciences, docent, aleksey. n.pasko@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Ekimova Oksana Anatolevna, postgraduate, Boyko-OA@yandex.ru, Russia, Tula, Tula state University
УДК. 621.7, 539.3
ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК С ВНУТРЕННИМИ РИФЛЕНИЯМИ
О.Н. Митин, В. Д. Кухарь, А.Е. Киреева
В статье проанализированы основные технологии получения цилиндрических заготовок с внутренним рифлением и выявлена наиболее эффективная.
Ключевые слова: анализ, технологический процесс, пуансон, матрица, рифление, редуцирование.
В специальных отраслях машиностроения существует ряд деталей, имеющих форму цилиндра, на внутренних поверхностях которых есть резьба в виде канавок (рифлей) (рис.1). Для получения таких деталей применяются такие способы, как обработка металла резаньем, радиальный обжим, прокатка с использованием накатников, редуцирование цилиндрической заготовки с помощью профильного пуансона через цилиндрическую матрицу и т. д.
Прокатка с использованием накатников (рис.2), которые представляют собой стержни с нарезанной резьбой, соответствующей профилю накатываемой резьбы, с заборной и калибрующей частями и хвостовиком. Внешне они подобны метчикам, но, в отличие от них, не имеют стружечных канавок и, соответственно, режущих зубьев.
Формирование резьбы осуществляется также методом холодного пластического деформирования, но,в отличие от роликов и плашек, при этом имеет место не трение качения, а трение скольжения, вызывающее повышенный износ инструмента. По сравнению с метчиками накатники обладают большей прочностью, обеспечивают получение точных резьб с
