Автоматизація технологічного процесу формоутворення деталей із прямолінійними рифтами

Автор(и)

  • Денис Мосьпан Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Україна https://orcid.org/0000-0001-5473-7874

DOI:

https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.254.163

Ключові слова:

автоматизація технологічного процесу; моделювання основних етапів процесу й режимів роботи обладнання; система автоматичного керування; частотні характеристики.

Анотація

Предметом дослідження є технологічна лінія виготовлення товстолистових деталей з рифтами, виготовленими з конструкційних і спеціальних сталей. Мета роботи – проаналізувати й створити методи управління основними технологічними операціями на всіх ланках технологічного процесу автоматизованого виготовлення таких деталей і на їх підставі сформулювати передумови розроблення локальних систем керування обладнанням, що забезпечує виконання операцій на кожному визначеному в цій роботі етапі технологічного процесу, а також визначити чинники побудови структури та алгоритму загальної системи керування, яка синхронізуватиме та контролюватиме весь технологічний процес. У статті розв’язуються такі завдання: створення моделей основних етапів формоутворення деталей з прямолінійними рифтами та керування динамічними властивостями обраних систем їх реалізації. Використовуються такі методи: чисельне інтегрування та розв’язання диференційних рівнянь; аналітичне розв’язання диференційних рівнянь на основі принципу Даламбера або способом використання рівняння Лагранжа; частотний аналіз передатних функцій окремих ланок, поданих у вигляді дробово-раціональних функцій. Досягнуто таких результатів: побудовано в першому наближенні склад та послідовність основних операцій узагальненого технологічного процесу автоматизованого виготовлення товстостінних листових деталей з рифтами; за результатами аналізу процесу пружно-пластичної зміни форми ділянки з багатьма зв’язками визначено вхідні й вихідні параметри, необхідні для побудови моделі керування зазначеним процесом; з’ясовано, що для його реалізації потрібно забезпечити вільне деформування як мінімум 0,25 % площі поверхні рифту поза контактом із формоутворювальним інструментом, і запропоновано необхідні для цього технологічні методи; подано варіанти технічної реалізації обраних технологічних методів; наведено результати моделювання схем і режимів роботи необхідного технічного обладнання. Висновки. Застосування запропонованої структури, складу та послідовності основних операцій узагальненого технологічного процесу автоматизованого виготовлення товстостінних листових деталей з рифтами на основі його реалізації обраними методами на запропонованому обладнанні забезпечить ефективне управління якістю виготовлення зазначених деталей на кожному етапі технологічного процесу.

Біографія автора

Денис Мосьпан, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри комп’ютерної інженерії та електроніки

Посилання

Список літератури

Черниш А. А. Удосконалення технології формування великогабаритних товстолистових деталей з елементами жорсткості з обмеженням осередку деформації: дис. к-та техн. наук: 05.03.05. Кременчук, 2017. 164 с. URL: https://donntu.edu.ua/library/novinki-fondu/novinki-fondu-2018-r

Спосіб штампування ребер жорсткості: пат. 89552 U Україна. № u201411388 ; заявл. 20.10.2014; опубл. 25.04.14, Бюл. № 8. URL: http://speccounsils.kdu.edu.ua/vidguk/Aref%20Chernysh.doc

Мосьпан Д.В., Драгобецький В.В., Невлюдов І.Ш. До визначення параметрів системи автоматичного керування технологічним процесом вільного формоутворення. Вісник КрНУ ім. Михайла Остроградського. Кременчук: КрНУ, 2022. Вип. 4 (60). С. 33–38.

Тітов В.А., Шамарін Ю.Є., Долматов А.І. Високошвидкісні методи обробки металів тиском. Київ: КВІЦ, 2016. 204 с. URL: https://docplayer.net/87096991-Tehnichni-nauki-technical-sciences-naukoviy-zhurnal-issn-herald-of-khmelnytskyi-national-university-hmelnickiy-scientific-journal.html

Добрянський С. С., Малафєєв Ю. М., Пуховський Є. С. Проектування і виробництво заготовок. Київ: НТУУ «КПІ», 2014. 353 с. URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/46090/1/Proektuvannia.pdf.

Черныш А. А. Формовка прямолинейных рифтов укороченным пуансоном. Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. Кременчук: КрНУ, 2015. Вип. 1/2015 (90). С. 70–74. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkdpu_2015_1%282%29__12

Gorbatyuk S. M., Shapoval A. A., Mos’pan D. V., Dragobetskii V. V. Physical Principles of Manufacturing of Periodic Profile Bars By Vibratory Drawing. Izvestiya Visshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaya Metallurgiya (Izvestiya. Ferrous Metallurgy). 2016. Vol. 59, No. 7. P. 479–484. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-7-479-484

Dragobetskii V.V., Shapoval A.A., Shchetynin V.T., Agrat R.G., Shlyk S.V., Gorbatyuk S.М., Markov O.E. New Solution For Plastic Deformation Process Intensification. METALLURGIST, 2022. Vol. 65. Issue 09-10. P. 1108–1116. DOI: 10.1007/s11015-022-01253-x

Huang D., Li R., Huang L., Ji V., Zhang T. Fretting wear behavior of bulk amorphous steel. Intermetallics. 2021. 19 (10). P. 1385–1389. DOI: https://doi.org/10.3390/met13061137

Ramesh R., Gnanamoorthy R. Development of a fretting wear test rig and preliminary studies for understanding the fretting wear properties of steels. Materials and Design. 2006. № 27(2). P. 141–146. DOI: 10.1016/j.matdes.2004.09.017

Драгобецький В. В., Мороз Н. Н., Троцко О. В. Оптимізація геометричних та технологічних параметрів процесу формозміни листових деталей з раціональним вибором інтенсифікуючих факторів. Вісник Національного технічного університету «ХПІ»: збірник наукових праць. Тематичний випуск: Нові рішення в сучасних технологіях. Харків: «ХПІ», 2009. № 32. С. 38–43. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/59e4a80b-a09e-4117-a88d-d4318054e43d/content

Lutsenko I., Fomovskaya O. et al. Development of a method for determining the optimal control trajectory for the periodic processes. EUREKA: Physics and Engineering. 2019. Vol. 3. P. 59–68. DOI: 10.21303/2461-4262.2019.00900

Тришевский О. И. Методика расчета технологических параметров формовки в валках периодически замкнутых гофров на листовых и гнутых профилях. Кузнечно-штамповочное производство. Харьков, 2012. № 1. С. 25–28.

Puzyr R., Savelov D., Argat R., Chernish A. Distribution analysis of stresses across the stretching edge of die body and bending radius of deforming roll during profiling and drawing of cylindrical workpiece. Metallurcical and mining industry. 2015. No. 1. Р. 27–32. URL: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_1/6%20Puzyr.pdf

Попович В., Кондир А., Плешаков Е. Технологія конструкційних матеріалів i матеріалознавство: навч. посіб. Львів: Папуга, 2004. 422 с.

References

Chernysh A. A. "Improvement of the technology of forming large-sized thick-sheet parts with hardness elements with limitation of the center of deformation". Thesis of the candidate of technical sciences: 05.03.05. Kremenchuk, 2017. 164 p. available at: https://donntu.edu.ua/library/novinki-fondu/novinki-fondu-2018-r

"Method of stamping stiffeners". Patent 89552 U Ukraine. № u201411388 ; declared 20.10.2014; published 25.04.14, Iss. № 8. available at: http://speccounsils.kdu.edu.ua/vidguk/Aref%20Chernysh.doc

Mospan D., Dragobetskii V., Nevliudov I. (2022), "To determine the parameters of the automatic control system of the technological process of free forming". Scientific journal Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, Issue 4 (60). P. 33–38.

V. A. Titov, Yu. Ye. Shamarin, A. I. Dolmatov. "High-speed methods of processing metals by pressure" ["Vysokoshvydkisni metody obrobky metaliv tyskom"]. Kyiv: KVITs, 2016. 204 р. available at: https://docplayer.net/87096991-Tehnichni-nauki-technical-sciences-naukoviy-zhurnal-issn-herald-of-khmelnytskyi-national-university-hmelnickiy-scientific-journal.html

Dobrianskyi S. S., Malafieiev Yu. M., Pukhovskyi Ye. S. "Design and production of blanks" ["Proektuvannia i vyrobnytstvo zahotovok"]. K.: NTUU «KPI», 2014. 353 р. available at: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/46090/1/Proektuvannia.pdf.

Chernysh A. A. "Forming rectilinear rifts with a shortened punch". Scientific journal Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University. Issue 1/2015 (90). 2015. P. 70–74. available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkdpu_2015_1%282%29__12

Gorbatyuk, S. M., Shapoval, A. A., Mospan, D. V., Dragobetskii, V. V. (2016), "Physical Principles of Manufacturing of Periodic Profile Bars By Vibratory Drawing". Izvestiya Visshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaya Metallurgiya (Izvestiya. Ferrous Metallurgy). Vol. 59, No. 7. P. 479–484. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-7-479-484

Dragobetskii, V.V., Shapoval, A.A., Shchetynin, V.T., Agrat, R.G., Shlyk, S.V., Gorbatyuk, S.М., Markov, O.E. (2022), "New Solution For Plastic Deformation Process Intensification". METALLURGIST. Vol. 65. Issue 09-10. P. 1108-1116. DOI 10.1007/s11015-022-01253-x

Huang, D., Li, R., Huang, L., Ji, V., Zhang, T. (2021), "Fretting wear behavior of bulk amorphous steel". Intermetallics. 19 (10). P. 1385-1389. DOI: https://doi.org/10.3390/met13061137

Ramesh, R., Gnanamoorthy, R. (2006), "Development of a fretting wear test rig and preliminary studies for understanding the fretting wear properties of steels". Materials and Design. № 27(2). P. 141–146. DOI: 10.1016/j.matdes.2004.09.017

Dragobetskii V. V., Moroz N. N., Tratsko O. V. (2009). "Optimization of geometric and technological parameters of the process of forming sheet parts with a rational choice of intensifying factors". Bulletin of the National Technical University. KhPI: Collection of scientific papers. Thematic issue: New solutions in modern technologies. No 32. 2009. P. 38–43. available at: https://repository.kpi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/59e4a80b-a09e-4117-a88d-d4318054e43d/content

Lutsenko, I., Fomovskaya, O. et al. (2019), "Development of a method for determining the optimal control trajectory for the periodic processes". EUREKA: Physics and Engineering. Vol. 3. P. 59–68. DOI: 10.21303/2461-4262.2019.00900.

Tryshevskyi O. Y. (2012), Metodyka rascheta tekhnolohycheskykh parametrov formovky v valkakh peryodychesky zamknutыkh hofrov na lystovыkh y hnutыkh profyliakh. Kuznechno-shtampovochnoe proyzvodstvo. Kharkiv. № 1. Р. 25–28.

Puzyr R., Savelov D., Argat R., Chernish A. "Distribution analysis of stresses across the stretching edge of die body and bending radius of deforming roll during profiling and drawing of cylindrical workpiece". Metallurcical and mining industry. No. 1. 2015. Р. 27–32. available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_1/6%20Puzyr.pdf

V. Popovych, A. Kondyr, E. Pleshakov (2004), Tekhnolohiia konstruktsiinykh materialiv i materialoznavstvo: navch. posibnyk. Lviv: Vydavnytstvo «Papuha». 422 р.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-09-30

Як цитувати

Мосьпан, Д. (2023). Автоматизація технологічного процесу формоутворення деталей із прямолінійними рифтами. СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ТЕХНОЛОГІЙ В ПРОМИСЛОВОСТІ, (3(25), 163–173. https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.254.163