Тульский государственный университет, Тула, Россия

В. Д. Кухарь, докт. техн. наук, профессор
В. А. Коротков, старший научный сотрудник кафедры механики и процессов пластического формоизменения (МиППФ), канд. техн. наук, доцент
С. С. Яковлев, ассистент кафедры МиППФ, эл. почта: yakovlev-ss-science@yandex.ru
А. А. Шишкина, магистрант кафедры охраны труда и окружающей среды

Проведено экспериментальное исследование нового способа нанесения рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки, который заключается в локальном пластическом формоизменении инструментом ограниченной длины, на поверхности которого имеются спиральные клиновые выступы. С использованием разработанного экспериментального штампа выполнено исследование технологической силы и качества получаемого изделия, описаны методы и материалы, а также результаты теоретических исследований. Новый метод предполагает нанесение рифлей или сетки рифлей на внутренней поверхности трубной заготовки или заготовки типа «оболочка» с помощью локального пластического формоизменения вращающимся инструментом ограниченной длины. Приведены схема разработанного экспериментального штампа и результаты исследования его использования при нанесении рифлей на внутренней поверхности алюминиевой заготовки, а также результаты оценки технологической силы всех технологических операций, необходимых для получения изделия с сеткой рифлей. Представлены изображения полуфабриката с рифлями и детали с сеткой рифлей, а также графики технологических сил формоизменения. В ходе эксперимента отмечено, что наилучшим образом себя проявила рабочая оправка типа III, при формоизменении которой не наблюдаются фронтальный и боковой наплывы материала, и деталь достигает требуемого качества поверхностей. Также в работе установлена зависимость влияния числа формируемых рифлей или спиральных клиновых выступов рабочей оправки на силу штамповки. Проведенное исследование позволило сделать выводы о возможности применения разработанного способа для получения рифленых оболочек, а также о влиянии формы заходной части рабочей оправки на технологическую силу процесса.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-29-20212, https://rscf.ru/project/22-29-20212/, и Правительства Тульской области.

1. Вилимок Я. А. Экспериментальное исследование характера деформирования при формовке кольцевой обечайки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 549–555.
2. Рассудов Н. В., Головкин С. А. Разработка методики проектирования технологических процессов штамповки поковок титановых лопаток на винтовых прессах // Заготовительные производства в машиностроении. 2022. Т. 20. № 4. С. 161–169.
3. Песин А. М., Пустовойтов Д. О., Сверчков А. И., Корнилов Г. П. Экспериментальное опробование технологии асимметричной холодной прокатки ленты из высоко углеродистых марок сталей для исключения операций промежуточного отжига // Черные металлы. 2022. № 11. С. 28–35.
4. Чан Д. Х., Пасынков А. А., Лай Д. З., Фам Х. Х. Исследование эксперимента и моделирование процесса раздачи труб при гидроформовке // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 2. С. 28–33. DOI: 10.24412/2071-6618-2022-2-28-34
5. Пат. 2654410 РФ. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления / Иванов Ю. А., Коротков В. А., Кухарь В. Д., Ларин С. Н. и др. ; заявл. 16.05.2017 ; опубл. 17.05.2018, Бюл. № 14.
6. Кухарь В. Д., Коротков В. А., Яковлев С. С., Шишкина А. А. Формование рифленой внутренней поверхности стальной цилиндрической оболочки локальным деформированием // Черные металлы. 2023. № 5. С. 72–75.
7. Павлов Е. И. Обоснование выбора параметров рифления внутренней поверхности корпуса вертикального винтового конвейера // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2011. № 5. С. 67–70.
8. Яковлев С. С., Митин О. Н. Редуцирование профильным пуансоном трубных заготовок через коническую матрицу // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. № 10. С. 16–24.
9. Митин О. Н., Иванов Ю. А. Экспериментальное получение изделия с ромбовидным внутренним рифлением // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 10-2. С. 197–201.
10. Li Z., Lu S., Zhang T., Mao Z., Zhang C. A Simple and Low-Cost Lubrication Method for Improvement in the Surface Quality of Incremental Sheet Metal Forming // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2018. Vol. 71, No. 7. P. 1715–1719.
11. Пасынков А. А., Яковлев С. С., Гасанов А. И. Исследование повреждаемости и полей Гартфилда в стальном полуфабрикате при рифлении внутренней поверхности // Черные металлы. 2022. № 10. С. 83–86.
12. Арзамасов Б. Н., Брострем В. А., Буше Н. А. и др. Конструкционные материалы : справочник. — М. : Машиностроение, 1990. — 688 с.
13. Спектрометр эмиссионный МСАII V5. — URL: https://spectrlab.ru/catalog/nastolnye-spektrometry/spektrometr-emissionnyymsaii-v5/ (дата обращения: 15.11.2023).