Підвищення геометричної точності стінок фланців при відбортуванні отворів шляхом використання профільованої листової заготовки

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorДрагобецький, Володимир
dc.contributor.authorКалюжний, Олександр
dc.contributor.authorКалюжний, Володимир
dc.date.accessioned2025-04-11T13:08:24Z
dc.date.available2025-04-11T13:08:24Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractПроблематика. Відбортування отворів з отриманням фланців у листових заготовках і профілях широко використовують при виготовленні деталей в багатьох галузях промисловості, зокрема в літакобудуванні і приладобудуванні. Суттєвими недоліками, які мають місце при відбортуванні отворів, є низька геометрична точність фланців по причині наявності значного потоншення стінки по довжині фланців та відхилення стінки фланцю від циліндричної поверхні отвору матриці для відбортування, що виникає завдяки пружній деформації після вилучення пуансону із здеформованої заготовки. Для усунення таких недоліків використовують операції калібрування фланців за допомогою виконання додаткового потоншення циліндричної частини стінки фланцю. Додаткове потоншення також використовують для збільшення висоти відбортованих фланців. Застосування потоншення приводить до певних обмежень при з’єднанні відбортованих деталей з іншими виробами за допомогою різьби. Тому актуальними є дослідження, які направлені на підвищення геометричної точності фланців в напрямку зменшення потоншення та викривлення стінок фланців при відбортуванні. Одним із способів вирішення такої задачі полягає в застосуванні попередньо профільованої заготовки. Мета. Підвищення геометричної точності фланців при відбортуванні отворів у профільованій листовій заготовці із алюмінієвого сплаву Д16. Методика реалізації. Застосування попередньо профільованої листової заготовки, яка має найбільшу товщину профілю біля отвору з поступовим зменшенням товщини до вихідної на початку радіусу заокруглення матриці для відбортування, дозволить значно зменшити потоншення і викривлення стінки фланцю після відбортування отвору. Результат. За допомогою методу скінченних елементів (МСЕ) проведено моделювання процесів профілювання заготовки видавлюванням з отриманням перемички та пробивання перемички, а також подальшого відбортування отворів плоским, конусним і сферичним пуансонами. Встановлено залежності зусиль відбортування і зусиль вилучення пуансонів із здеформованих заготовок від переміщення пуансонів. Для сферичного пуансону, при якому має місце мінімальне зусилля відбортування, визначено розміри фланцю та порівняно з розмірами при відбортуванні традиційної заготовки. Виявлено напружений стан металу при максимальному зусилля відбортування профільованої заготовки сферичним пуансоном та кінцевий деформований стан після вилучення пуансону. Розроблено і виготовлено конструкцію штампу з комплектом деталей для виконання профілювання заготовки і відбортування. Проведено експериментальні дослідження, результати яких показали хорошу узгодженість з даними моделювання по зусиллях видавлювання і відбортування та розмірах отриманих фланців. Висновки. Шляхом використання профільованої листової заготовки підвищено геометричну точність фланцю після відбортування отвору. Товщина стінки отриманого фланцю по довжині майже не відрізняється від товщини вихідної заготовки і суттєво зменшено відхилення стінки від циліндричної поверхні отвору матриці для відбортування.
dc.description.abstractotherFlanging of holes to produce flanges in sheet metal blanks and profiles is widely used in the manufacture of parts in many industries, including aircraft and instrumentation. Significant disadvantages of flanging holes are the low geometric accuracy of theflanges obtained due to the presence of significant wall thinning along the length of the flanges and the deviation of the flange wall from the cylindrical surface of the hole of the flanging die. The wall deviation occurs due to elastic deformation after the punch is removed from the deformed workpiece. To eliminate such deficiencies, flange calibration operations are used by performing additional thinning of the cylindrical part of the flange wall. Additional thinning is also used to increase the height of the flanges to be flanged. The use of thinning leads to certain limitations when connecting the flanged parts to other products using threads. Therefore, research aimed at improving the geometric accuracy of flanges in the direction of reducing wall thinning along the length and reducing wall curvature during flanging is relevant. One way to solve this problem is to use a pre-profiled workpiese.To increase the geometric accuracy of the walls of the resulting flanges after flanging the holes by using a pre-profiled sheet blank. The use of a pre-profiled sheet workpiese with the largest profile thickness near the hole with a gradual decrease in thickness to the original thickness at the beginning of the rounding radius of the flanging die will significantly reduce the thinning and curvature of the flange wall after flanging the hole. Using the finite element method (FEM), the processes of profiling the workpiece by extrusion to obtain a bridge and punching the bridge, as well as the subsequent flanging of holes with flat, conical and spherical punches were modeled. The depend-ence of the flanging forces and the forces for removing the punches from the deformed workpieces on the displacement of the punches was determined. For a spherical punch with a minimum flanging force, the dimensions of the flange were determined and compared with those of a traditional workpiece. The stress state of the metal at the maximum flanging force of a profiled workpiese with a spherical punch and the final deformed state after the punch is removed were determined. The design of the punch with a set of parts for profiling and flanging was developed and manufactured. Experimental studies were conducted, the results of which showed good agreement with the modeling data on the forces of extrusion and flanging and the dimensions of the resulting flanges. By using a profiled workpiese made of aluminum alloy D16, the geometric accuracy of the flanges obtained after flanging the hole was increased. The wall thickness of the resulting flange in length is almost the same as the thickness of the original workpiese and the deviation of the wall from the cylindrical surface of the hole of the flanging die is significantly reduced.
dc.format.pagerangeP. 385-396
dc.identifier.citationДрагобецький, В. Підвищення геометричної точності стінок фланців при відбортуванні отворів шляхом використання профільованої листової заготовки / Володимир Драгобецький, Олександр Калюжний, Володимир Калюжний // Mechanics and Advanced Technologies. – 2024. – Vol. 8, No. 4(103). – P. 385-396. – Bibliogr.: 23 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2024.8.4(103).313260
dc.identifier.orcid0000-0001-9637-3079
dc.identifier.orcid0000-0002-4526-6473
dc.identifier.orcid0000-0002-4904-8879
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73358
dc.language.isouk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. 4(103)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectметод скінченних елементів
dc.subjectвідбортування
dc.subjectпрофільована і традиційна заготовка
dc.subjectфланець
dc.subjectзусилля
dc.subjectнапруження
dc.subjectдеформації
dc.subjectorbital stamping
dc.subjectrolling stamping
dc.subjectenergy-force parameters
dc.subjecttechnological process
dc.subjectwork balance method
dc.subjectmodeling
dc.subjectfinite element method
dc.subject.udc621.983
dc.titleПідвищення геометричної точності стінок фланців при відбортуванні отворів шляхом використання профільованої листової заготовки
dc.title.alternativeIncreasing the geometric accuracy of flange walls when flanging holes by using profiled sheet metal workpieces
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
313260-740807-2-10-20250104.pdf
Розмір:
1023.38 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 8, No. 4(103)