Моделирование процесса обрезки граней головок клеммных болтов с использованием метода конечных элементов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

телей в численном выражении от основных параметров очага пластического формоизменения.

Библиографический список

1. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971. 447 с.

2. Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970. 229 с.

3. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением: Учебник для вузов, 2 -е изд. Перераб. и доп. Екатеринбург: Изд-во УГТУ -УПИ, 2001. 836 с.

4. Гурьянов Г.Н. К учёту сил трения в калибрующем пояске волоки // Сталь. 2007. № 1. С. 62 - 64.

5. Гурьянов Г.Н. Расчёт, анализ напряжений, деформаций и запаса прочности при холодном волочении проволоки: Монография. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 358 с.

6. Гурьянов Г.Н. Определение оптимальных углов рабочего конуса волоки при волочении проволоки // Заводская лаборатория. 2008. № 9. С. 61 - 63.

7. Изготовление высококачественных метизов (научный и практический опыт Белорецкого металлургического комбината) / Кулеша В.А., Клековкина Н.А., Белалов Х.Н. и др. Белорецк, 1999. 327 с.

УДК 621.73

О.С. Железков, В.В. Семашко

ГОУ ВПО «МГТУ»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРЕЗКИ ГРАНЕЙ ГОЛОВОК КЛЕММНЫХ БОЛТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Клеммные болты применяются для рельсовых скреплений железнодорожного пути. В условиях ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод «ММК-МЕТИЗ» клеммные болты по ОСТ 32.1612000 (рис. 1) изготавливаются холодной штамповкой на многопозиционных автоматах-комбайнах QPBA-161, КА-64, КА-74.

Технологический процесс изготовления клеммных болтов включает следующие операции: отрезка заготовки; предварительная высадка конической головки; окончательная высадка головки в виде шарового сегмента, примыкающего к стержню, и торцевого цилиндрического участка с диаметром ~ 47 мм; редуцирование участка стержня под накатку резьбы;

обрезка двух параллельных граней головки с опиранием сферической поверхности головки на матрицу; накатка резьбы.

Применяемый технологический процесс изготовления клеммных болтов имеет недостаток, связанный с низким качеством изделий, в связи с образованием сколов и заусенцев на гранях и опорной поверхности головки при выполнении операции обрезки граней. Кроме того, инструмент для обрезки граней (матрица и пуансон), в связи с большой высотой срезаемого металла воспринимает значительные усилия, что приводит к его интенсивному износу и поломкам. Для повышения качества клеммных болтов и стойкости штампового инструмента необходима информация об энергосиловых параметрах и напряженно-деформированном состоянии, возникающих при обрезке граней.

Используя программный комплекс ББРОКМ-ЗБ, в основу которого положен метод конечных элементов, проведено компьютерное моделирование процесса обрезки граней головки клеммных болтов. На рис. 2-3 представлены схема деформирования и характер изменения усилия на начальном и конечном этапах процесса обрезки граней.

Проведены экспериментальные исследования процесса обрезки граней головки клеммного болта. Эксперименты проводились в условиях ЦЗЛ ОАО «ММК-МЕТИЗ» на испытательной машине Р = 125 тс (модель КМП-125, ЗИП г. Армавир) с использованием специально спроектированного и изготовленного инструментального блока. Сравнение теоретических и экспериментальных данных показало хорошее совпадение результатов (погрешность не превышала 10.. .12%).

Результаты исследований использовались при совершенствовании конструкции обрезной матрицы. В частности, предложено изменить форму режущей кромки и увеличить площадь контакта заготовки с матрицей в наиболее нагруженной зоне, что обеспечит снижение удельных

усилий. На разработанное техническое решение подана заявка на полезную модель.

Рис. 2. Начальный этап процесса обрезки граней

Рис. 3. Конечный этап процесса обрезки граней 67