CC BY
31
Проскуряков Николай Евгеньевич, д-р техн. наук, проф., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лай Данг Занг, аспирант, tppzi@,tsu. tula.ru. Россия, Тула, Тульский государственный университет
OPTIMIZA TION OF THE PARAMETERS OF THE «EQUIPMENT-TOOL-BLANK»IN THE OPERATIONS OF THE ELECTROMAGNETIC FORMING TUBULAR BLANKS
N.E. Proskuryakov, D.Z. Lai
The regression mathematical model of the «equipment-inductor-blank» for the wringing out operation tubular blanks and analyzed the dependence of system parameters on energy operations is obtained.
Key words: mathematical model, regression, electromagnetic forming, the system «equipment-inductor-blank».
Proskurjakov Nikolaj Evgenevich, doctor of technical sciences, professor, tppzi@,tsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lai Dang Zang, postgraduate, tppzi@,tsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula state University
УДК 621.983; 539.974
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕДУЦИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ С ПОМОЩЬЮ ПРОФИЛЬНОГО ПУАНСОНА ЧЕРЕЗ КОНИЧЕСКУЮ МАТРИЦУ
О.Н. Митин
Приведена математическая модель процесса нанесения рифтов на внутреннюю поверхность заготовки с использованием рифленого пуансона методом редуцирования, а также процесс съема заготовки с профильного пуансона с использованием программного комплекса QForm 2D/3D.
Ключевые слова: математическое моделирование, сила, формирование винтовых рифтов, пуансон, матрица, рифление, редуцирование, съем, напряжение, деформация.
Анализ существующих методов получения рифлей на внутренней поверхности цилиндрической заготовки, таких, как обработка металла ре-заньем, радиальный обжим, прокатка и редуцирование цилиндрической заготовки с помощью профильного пуансона через коническую матрицу, показал, что последний метод является наиболее эффективным и технологичным [1].
Для теоретического анализа данной операции наиболее целесообразно использовать программный комплекс, основанный на методе конечных элементов.
Рассмотрим процесс нанесения рифтов на внутреннюю поверхность заготовки с использованием рифленого пуансона методом редуцирования (рис. 1), а также процесс съема заготовки с профильного пуансона с использованием программного комплекса QForm 2D/3D [3].
Процесс осуществляется за два этапа.
Рис. 1. Готовое изделие
На первом этапе рассмотрим операцию редуцирования в коническую матрицу, схема процесса представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема процесса редуцирования:
1- ступенчатый рифленый пуансон; 2 - заготовка; 3 - матрица
При этом был использован ступенчатый пуансон (рис. 3) с рифленой верхней частью и цилиндрической нижней частью диаметром, несколько меньшим внутреннего отверстия в заготовке [2].
Рис. 3. Рифленый пуансон с гладким цилиндрическим выступом
В качестве исходной заготовки была выбрана заготовка из стали 10 (рис. 4, а).
Ступенчатый рифленый пуансон выполнен из стали 6Х6В3МФС, матрица - из стали 9ХС. В процессе редуцирования был использован гидравлический пресс 50МЫ".
Г еометрические размеры инструмента и заготовки представлены на
рис. 4.
Рис. 4. Геометрические размеры: а - заготовки; б — матрицы; в — ступенчатого рифленого пуансона
Положение заготовки (1) на пуансоне (2) на конечном этапе редуцирования принимает вид (рис. 5).
Рис. 5. Положение заготовки на пуансоне на конечном этапе
редуцирования
Силовые параметры процесса приведены на рис. 6.
Рис. 6. Сила процесса на первой операции редуцирования
При моделировании процесса съема изделия с пуансона была применена подвижная кольцевая матрица с внутренним диаметром 118.7 мм, схема процесс идуцирования представлена на рис. 7.
Рис. 7. Схема процесса редуцирования на второй операции: 1 - пуансон; 2 - заготовка; 3 - съемник
86
При моделировании и расчете процесса съема заготовки с пуансона предлагалось, что данные о напряженном и деформированном состояниях заготовки и инструмента остались неизменными.
На рис. 8 показаны начальный, промежуточный и окончательный этапы съема изделия с пуансона.
а
б
Рис. 8. Этапы съема изделия с пуансона: а - начальный; б - промежуточный; в - конечный
в
Окончательный вид заготовки представлен на рис. 9.
Рис. 9. Окончательный вид изделия
Анализ графика изменения силы процесса (рис. 10) показал, что максимальная величина силы процесса возникает в начальный момент деформирования и затем резко снижается.
Сипа,
МН
Mi и*
0Ш ли
1Ш
ала
ЛИ ■И
мг ИШ1
о л? № wj ш 1л Пгргмгшгнлг. мм
Рис. 10. Сила процесса съема заготовки с пуансона
Таким образом, можно сделать вывод, что данная схема с использованием рифленого ступенчатого инструмента позволяет адекватно моделировать процессы редуцирования и съема детали.
Работа выполнена по государственному заданию Министерства образования и науки Российской Федерации на 2012-2014 годы и грантам РФФИ.
Список литературы
1. Митин О.Н. Формирование винтовых рифтов на внутренней поверхности цилиндрического стакана // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2013. Вып. 3. С. 548-553.
3. Пат. 2316403 РФ, МПК7 В 21С 37/20. Способ формирования мно-гозаходных спиральных рифлей / Анпилогов О.А., Казаков И.В., Кузнецов В.П., Серегин Н.А.; заявитель и патентообладатель Казаков И.В. № 2006106113/02; заявл. 28.02.06; опубл. 10.02.08, Бюл. №8.- 8 с.
3. Биба Н.В., Стебунов С.А. QForm 5.0 - программный инструмент для повышения эффективности производства в обработке металлов давлением. 2008.
Митин Олег Николаевич, канд. техн. наук, зам. начальника отдела, [email protected], Россия, Тула, ОАО «НПО «СПЛАВ»
MODELING CUT-CYLINDRICAL WORKPIECE WITH PROFILE PUNCH THROUGH THE CONICAL MATRIX
O.N. Mitin 88
The article describes the application of a mathematical model of the process of rifts on the inner surface of the workpiece using corrugated punch method of reduction, as well as the process of removal of the workpiece from the punch profile using software package QForm 2D/3D.
Key words: mathematical modeling, the power, the formation of screw rifts, punches, dies, corrugation, reduction, removal, stress, strain.
Mitin Oleg Nikolaevich, candidate of technical sciences, deputy head of department, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, JSC «NPO «ALLOY»
УДК 621.922
НАПРЯЖЕННОЕ И ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ ОСАДКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ АБРАЗИВНО-ВУЛКАНИТОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Н.В. Судаков, В.И. Трусковский, В.Г. Шеркунов
Приводится анализ напряженного и деформированного состояний процесса осадки сплошных цилиндрических заготовок из абразивно-вулканитовых композиций на основе разработанного алгоритма, предусматривающего минимизацию невязок при удовлетворении переопределенной системы уравнений, отвечающей за выполнение граничных условий.
Ключевые слова: напряжения, деформации, осадка, цилиндрическая заготовка, абразивно-вулканитовые композиции.
Существующая технология получения заготовок для высоких абразивных кругов предусматривает такие операции, как открытую осадку, так и осадку в пресс-форме, завершающуюся всесторонним сжатием заготовки. При этом обрабатываются как сплошные цилиндрические заготовки, так и кольцевые. При производстве кольцевых заготовок осадка в пресс-форме может осуществляться с оправкой для формирования полости и без оправки.
Материал заготовки представляет абразивную композицию на органической связке. Реологические свойства для данной композиции соответствуют нелинейно-вязкой среде.
В результате анализа возможных способов получения сплошных цилиндрических и кольцевых заготовок было установлено, что их деформация характеризуется прилипанием на контакте с инструментом. Данное явление было взято за основу при разработке математических моделей.
