УДК. 621.7 АНАЛИЗ СИЛОВЫХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА СЪЕМА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СТАКАНА С РИФЛЕНОГО ПУАНСОНА

Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 1
УДК. 621.7
АНАЛИЗ СИЛОВЫХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА СЪЕМА
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СТАКАНА С РИФЛЕНОГО ПУАНСОНА
О.Н. Митин, В.Д. Кухарь, А.Е. Киреева
В статье рассмотрен процесс изготовления изделия с внутренним рифлением
с использованием операции редуцирования и съема заготовки с рифленого ступенчатого пуансона. Определены усилия на каждой операции.
Ключевые слова: математическое моделирование, продольные пазы, пуансон,
матрица, редуцирование, рифт, сила.
В работах [2, 3] рассмотрен вопрос о нанесение рифтов на внутреннюю поверхность заготовки с использованием рифленого пуансона и пуансона с пазами методом редуцирования. Однако вопрос съема заготовки
с пуансона в данных работах не рассматривался.
В связи с этим, предлагается с помощью программного комплекса
QForm 2D/3D [1] смоделировать процесс получения рифлей на внутренней
поверхности изделия (рис.1) с использованием пуансона с прямоугольными продольными пазами [3].
При этом данный процесс предлагается осуществить за два этапа.
Рис.1. Готовое изделие
На первом этапе рассмотрим операцию редуцирования в круговую
матрицу, схема процесса представлена на рис.2.
При этом был использован ступенчатый пуансона (рис.3) с рифленой верхней частью и цилиндрической нижней частью диаметром несколько меньше внутреннего отверстия в заготовке.
В качестве исходной заготовки была выбрана заготовка из стали 10
(рис.4).
76
Технологии и оборудование обработки металлов давлением
Рис.2. Схема процесса редуцирования: 1– ступенчатый рифленый
пуансон с пазами; 2 – заготовка; 3 – матрица
Рис.3. Пуансон с пазами и гладким цилиндрическим выступом
Ступенчатый рифленный пуансон выполнен из стали 6Х6В3МФС,
матрица из стали 9XC. В процессе редуцирования был использован гидравлический пресс 50MN.
Положение заготовки (1) на пуансоне (2) на конечном этапе редуцирования принимает вид (рис.4).
77
Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 1
Рис.4. Положение заготовки на пуансоне с пазами
на конечном этапе редуцирования
При моделировании процесса съема изделия с пуансона была применена подвижная кольцевая матрица с внутренним диаметром 118.7мм,
схема процесса которого в разрезе представлена на рис.5.
Рис.5. Схема процесса редуцирования на второй операции:
1- пуансон; 2 – заготовка; 3 - съемник
При моделировании и расчете процесса съема заготовки с пуансона
предлагалось, что данные о напряженно-деформированном состоянии за78
Технологии и оборудование обработки металлов давлением
готовки и инструмента остались неизменными.
На рис. 6 показано начальный, промежуточный и окончательный
этапы съема изделия с пуансона. Окончательный вид заготовки, представлен на рис.7.
а
б
в
Рис.6. Этапы съема изделия с пуансона: а – начальный;
б – промежуточный; в – конечный
Рис. 7. Окончательный вид изделия
79
Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 1
Аналогично проводился процесс получения рифленого изделия с
использованием рифленого пуансона (рис.8).
Рис. 8. Рифленый пуансон с гладким цилиндрическим выступом
Анализ графика изменения усилия при съеме заготовке с рифленого
пуансона и пуансона с пазами (рис. 9) показал, что максимальное усилие
процесса возникает в начальный момент деформирования и затем резко
снижается.
а
б
Рис.9. Усилие процесса съема заготовки с рифленого пуансона (а)
и с пуансона с пазами
80
Технологии и оборудование обработки металлов давлением
Таким образом, можно сделать вывод, что данная схема с использование 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. Биба Н.В., Стебунов С.А. «QForm 5.0 – программный инструмент
для повышения эффективности производства в обработке металлов давлением». 2008.
2. Формирование продольных рифтов на внутренней поверхности
цилиндрического стакана / О.Н. Митин, В.Д. Кухарь, А.Е. Киреева, Ю.А
Иванов // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ.
2013. Вып. 10. С. 362-367.
3. Митин О.Н., Кухарь В.Д., Киреева А.Е. Формирование продольных рифтов на внутренней поверхности цилиндрического стакана с использованием пуансона с продольными пазами // Известия ТулГУ. Сер.
Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2013. Вып. 11. С. 383-387.
Митин Олег Николаевич, канд. техн. наук, начальник отдела, [email protected], Россия, Тула, ОАО «НПО «СПЛАВ»,
Кухарь Владимир Денисович, д-р техн. наук, проф., проректор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Киреева Алена Евгеньевна, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия,
Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF THE FORCE MODES OF THE REMOVAL PROCESS CYLINDRICAL CUP
WITH WAVY PUNCH
O.N. Mitin, V.D. Kukhar, A.E. Kireeva
The article describes the process of manufacturing a product with internal blanks using the reduction and removal of procurement of the corrugated step-th punch. Determined
efforts on each operation.
Key words: mathematical modeling, longitudinal grooves, punch, matrix, reduction,
rift, and power.
Mitin Oleg Nikolaevich, candidate of technical sciences, head of department, [email protected], Russia, Tula, JSC NPO Splav
Kukhar Vladimir Denisovich, doctor of technical sciences, professor, prorector, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Kireeva Alena Evgenevna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
81