Моделювання технологічного процесу двоетапної ОЗО циліндричних валів поліграфічного обладнання методом кінцевих елементів

Петро Олексійович Киричок; Руслан Любомирович Тріщук

doi:10.20535/2077-7264.3(65).2019.198702

Автор(и)

Петро Олексійович Киричок Видавничо-поліграфічний інститут Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського), Україна https://orcid.org/0000-0002-4692-6867
Руслан Любомирович Тріщук Видавничо-поліграфічний інститут Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського), Україна https://orcid.org/0000-0002-6286-8345

DOI:

https://doi.org/10.20535/2077-7264.3(65).2019.198702

Ключові слова:

оздоблювально-зміцнювальна обробка, мікрорельєф, пластичне деформування, напружено-деформований стан, комплексне зміцнення

Анотація

Проведено аналіз напружено-деформованого стану двоетапного процесу оздоблювально-зміцнювальної обробки (ОЗО) поверхонь валів транспортувально-координувального вузла лінії для виготовлення інтегральних обкладинок з широким клапаном. Процес ОЗО складається з двох послідовних етапів: спершу на циліндричній поверхні сталевого валу шляхом вібраційного обкатування утворюється постійний регулярний мікрорельєф (ПРМР) гексагонального типу ввігнутої форми, далі на поверхню зі сформованим ПРМР наноситься частково регулярний мікрорельєф (ЧРМР) у вигляді поздовжніх заглибин вздовж осі валу шляхом алмазного вигладжування. Аналіз напружено-деформованого стану здійснено з використанням системи інженерного аналізу CAD/CAM ANSYS.

При моделюванні вищевказаних процесів ОЗО задіяні такі можливості системи кінцево-елементного аналізу CAD/CAM ANSYS, як вирішення контактної задачі пластичного деформування контакту типу «деформувальний інструмент—деталь» у плоско-деформувальній постановці. На підставі рішення отримано розподіл напружень та деформацій у матеріалі деталі, як при навантаженні, так після розвантаження. Для побудови функції форми використана стандартна процедура поліномів.

Розроблено кінцево-елементну модель двоетапного процесу ОЗО валів транспортувально-координувального вузла лінії для виготовлення інтегральних обкладинок з широким клапаном. При цьому прийняті припущення: деталь, в ході скінчено-елементного аналізу представляється як безкінечна заготовка; деформувальний інструмент сферичної форми — абсолютно твердий; технологічний процес утворення мікрорельєфу є динамічний, у зв’язку з цим при його моделюванні для спрощення постановки задачі розв’язували її як квазідинамічну, тобто в статичній постановці деформувальному інструменту задавалась не швидкість, а переміщення.

Встановлено вплив зусилля, прикладеного до деформувального інструмента на глибину і величину залягання нормального залишкового напруження, а також залежність величин нормальних напружень від напрямків їх дії.

Біографії авторів

Петро Олексійович Киричок, Видавничо-поліграфічний інститут Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського)

Директор, д-р техн. наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки України; голова редколегії, головний редактор збірника наукових праць "Технологія і техніка друкарства"

Руслан Любомирович Тріщук, Видавничо-поліграфічний інститут Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського)

асистент

Посилання

Kyrychok, P. O. & Oliinyk, V. H. & Kyrychok, T. Yu. (2004). Zmitsnennia poverkhon metalevykh detalei. Kyiv: Presa Ukrainy, 240 p. [in Ukrainian].

Butakov, B. I. & Marchenko, D. D. (2008). Povyshenie kontaktnoy prochnosti stal’nykh detaley s pomoshch’yu poverkhnostnogo plasticheskogo deformirovaniya. Journal of Problemy trybolohii, 1, 14–23 [in Russian].

Derefinka, I. S. (2007). Stan i analiz suchasnykh metodiv pidvyshchennia nadiinosti detalei mashyn poverkhnevym zmitsnenniam. Journal of Visn. Nats. un-tu ‘Lvivska politekhnika’. Ser. ‘Optymizatsiia vyrobnychykh protsesiv i tekhnichnyi kontrol u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni’, 583, 18–24 [in Ukrainian].

Kyrychok, P. O. & Vitsiuk, Yu. Yu. & Trishchuk, R. L. Sposib utvorennia rehuliarnoho mikroreliefu na poverkhniakh tsylindrychnykh detalei polihrafichnykh mashyn [Method of forming regular microrelief on surfaces of cylindrical parts of printing machines] // Patent № UA129043. Publish 25.10.2018 [in Ukrainian].

Poverkhnosti s regulyarnym mikrorel’efom. Klassifikatsiya, parametry i kharakteristiki (GOST 24773-81) [in Russian].

Zyhulia, S. M. (2013). Suchasnyi stan i analiz zastosuvannia poverkhnevoho plastychnoho deformuvannia u polihrafichnomu mashynobuduvanni. Journal of Tekhnolohiia i tekhnika drukarstva, 2(40), 69–82. DOI: https://doi.org/10.20535/2077-7264.2(40).2013.30739" href="https://doi.org/10.20535/2077-7264.2(40).2013.30739">https://doi.org/10.20535/2077-7264.2(40).2013.30739 [in Ukrainian].

Havrysh, A. P. & Kyrychok, P. O. & Melnychuk, P. P. (2001). Pidvyshchennia nadiinosti detalei mashyn poverkhnevym plastychnym deformuvanniam. Zhytomyr: ZhITI, 516 p. [in Ukrainian].

Havrysh, A. P. & Melnychuk, P. P. (2003). Almaznoabrazyvna obrobka mahnitnykh materialiv. Zhytomyr: ZhDTU, 652 p. [in Ukrainian].

Lototska, O. I. (2008). Pidvyshchennia ekspluatatsiinykh vlastyvostei detalei polihrafichnykh mashyn. Journal of Tekhnolohiia i tekhnika drukarstva, 3–4(21–22), 16–20. Режим доступу: http://ttdruk.vpi.kpi.ua/article/view/58790" href="/article/view/58790">http://ttdruk.vpi.kpi.ua/article/view/58790 [in Ukrainian].

Fesenko, A. H. & at al. (2015). Metody poverkhnevoho zmitsnennia u protsesi vyhotovlennia detalei mashyn. Dnipropetrovsk: RVV DNU, 104 p. [in Ukrainian].

Proskuryakov, Yu. G. (1981). Tekhnologiya uprochnyayushcheekalibruyushchey formoobrazuyushchey obrabotki metallov. Moscow: Mashinostroenie, 208 p. [in Russian].

Bez’yazychnyy, V. F. (1996). Raschet temperaturnykh ostatochnykh napryazheniy v poverkhnostnom sloe detaley pri mekhanicheskoy obrabotke. Journal of Fizika i khimiya obrabotki materialov, 5, 37–42 [in Russian].