Дослідження нової конструкції установки із клиношарнірним механізмом з поворотним ножем для розділення фасонного прокату
Анотація
Карнаух С. Г., Чоста Н. В.
Дослідження нової конструкції установки із клиношарнірним механізмом з поворотним ножем для розділення фасонного прокату
Операції розділення прокату відрізняються від інших операцій обробки матеріалів тиском тим, що для їхнього проведення необхідно забезпечити максимальну силу розділення на початку робочого ходу. На основі літературного й патентного пошуків розроблена вдосконалена конструкція клиношарнірного механізму з увігнутим клином з поворотним ножем, який за графіком зміни сили деформування максимально наближений до типового графіка сил, характерного для процесів розділення. Запропонований клиношарнірний механізм має менше число поверхонь тертя, більш технологічний у виготовленні в порівнянні з відомим клиношарнірним механізмом з увігнутим клином. На основі запропонованої математичної моделі нової конструкції установки із клиношарнірним механізмом для розділення профільованого прокату складної конфігурації та аналізу моделювання з використанням програмного комплексу DEFORM, розроблена методика вибору геометричних параметрів при проектуванні таких механізмів, які забезпечують оптимальні режими відрізки. Розроблено рекомендації по вибору величини координати центру шарніру, яка повинна дорівнювати половині радіуса увігнутого клина. Зі збільшенням цього параметру збільшуються величини сили і моменту розділення. З наближенням шарніра до увігнутої поверхні клина, при тих же значеннях переміщення клина, величини кута повороту і переміщення рухомого ножа зменшуються. Дано рекомендації щодо орієнтації подачі прокату до зони різання. Аналіз отриманих даних дозволяє зробити висновок про те, що енергосилові параметри процесу розділення практично не залежать від орієнтації фасонного П – подібного профілю прокату при складному обертально-поступальному русі. Результати моделювання доказують, що застосування установки нової конструкції забезпечує зниження енергосилових параметрів процесу розділення у порівнянні з відомими конструкціями сучасного обладнання. Застосування установки забезпечує підвищення якості відрізаних заготовок.
Посилання
Havinga J., Mandal P. K., Boogaard T. V. Exploiting data in smart factories: real-time state estimation and model improvement in metal forming mass production. International Journal of Materials Research. 2019. 13, рр. 663–673. https://doi.org/10.1007/s12289-019-01495-2.2.
Moakhar S., Hentati H., Barkallah M., Louati J., Bonk C., Beherens B. A., et al. Evaluation of AW-6082 aluminium bar shearing simulation. Advanced Materials and Manufacturing. 2020. 142, рр. 9-19 (Chaari F et al. (eds.)). https://link.springer.com/chapter/10. 1007/978-3-030-24247-3_16.
Chehab A. G., El Naggar M. H. Design of efficient base isolation for hammers and presses. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2003. 23, рр. 127-141. https://doi.org/10.1016/S0267-7261(02)00157-4.
Tian Y., Zou H. & Guo W. An integrated knowledge representation model for the computer-aided concep-tual design of mechanisms. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2006. 28, рр. 435-444. https://doi.org/10.1007/s00170-004-2399-6.
Songa J. L., Li Y. T., Liua Z. Q., Fua J. H., Ting K. L. Numerical simulation and experiments of precision bar cutting based on high speed and restrained state. Materials Science and Engineering. 2009, pp. 225–229. https://doi.org/10.1016/j.msea.2007.09.098.
Joun M. S., Jeong S. W., Park Y. T., & Hong S. M. Experimental and numerical study on shearing of a rod to produce long billets for cold forging. Journal of Manufacturing Processes. 2021. 62, pp. 797–805. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.12.062.
Lisunets N. L. Usage of physical and mathematical simulation for improvement of the processes of metal shear cutting. CIS Iron and Steel Review. 2019. 17, pp. 34¬–38. https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6508354482.
Organ A. J., Mellor P. B. Some factors affecting the quality of cropped billets. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 1967. 7, рр. 369–389. https://doi.org/10.1016/0020-7357(67) 90004-2.
Aliiev I. S., Markov O. E., Karnaukh S. G. Development and investigation of the design of dies for separat-ing profiles of a folding configuration on a standard workpiece. Materials Working by Pressure. Kramatorsk : DSEA. 2022. 1(51), pp. 154–165, DOI: https://doi.org/10.37142/2076-2151/2022-1(51)3 (in Russian).
Chan L. C., Lee T. C., Wu B. J., Cheung W. M. Experimental study on the shearing behavior of fine-blanking versus bar cropping. Journal of Materials Processing Technology. 1998. 126, pp. 80-81. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00137-X.
Roganov L. L., Chosta N. V., Karnaukh S. G. Improvement of wedge-hinged mechanisms of presses for separation processes of pressure processing. Materials Working by Pressure. Kramatorsk: DSEA. 2009. 2(21), pp. 333–338 (in Russian).
Karnaukh S. G, Chosta N. V., Markov O. E., Kukhar V. V. Development and research of the press operating mechanism. made in the form of the wedge-joint mechanism with a curving wedge for separation operations. The International Journal of Ad-vanced Manufacturing Technology. 2021. 116, pp. 3305–3314. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-021-07718-8.
Serdyuk A. I. Peculiarities of technology for waste-free separation of shaped U-shaped profiles in dies with complex movement of knives. Mariupol : PSTU. 2015. 139 p. (in Russian).
