Анализ силовых режимов процесса съема цилиндрического стакана с рифленого пуансона

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).

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 9ХС. В процессе редуцирования был использован гидравлический пресс 50MN.

Положение заготовки (1) на пуансоне (2) на конечном этапе редуцирования принимает вид (рис.4).

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 за-

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

Ш Я 1 * 1! 11 1 :

в

Рис. 6. Этапы съема изделия с пуансона: а - начальный; б - промежуточный; е - конечный

Рис. 7. Окончательный вид изделия

79

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

и с пуансона с пазами

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, mpf-tula@rambler.ru, Россия, Тула, ОАО «НПО «СПЛАВ»,

Кухарь Владимир Денисович, д-р техн. наук, проф., проректор, mpf-tula@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Киреева Алена Евгеньевна, канд. техн. наук, доц., mpf-tula@rambler.ru, 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, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, JSC NPO Splav

Kukhar Vladimir Denisovich, doctor of technical sciences, professor, prorector, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Kireeva Alena Evgenevna, candidate of technical sciences, docent, mpf-tula@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University