Bey, M. I.

Buhovets, V. M.

Pikhurska, T. L.

Voloshyn, V. N.

Бей, М. І.

Буховець, Валерій Миколайович

Волошин, Віталій Несторович

Піхурська, Т. Л.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали XІІ Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів  «АКТУАЛЬНІ ЗАДАЧІ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ» – Тернопіль, 6-7 грудня 2023 року 24 УДК 621.941.2-229.323 В. Н. Волошин, к.т.н., доцент, В. М. Буховець, к.т.н., Т. Л. Піхурська, М. І. Бей  (Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна)  ЗАСТОСУВАННЯ CAD/CAE-СИСТЕМ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ  НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ БАГАТОПРОФІЛЬНИХ КУЛАЧКІВ ТОКАРНИХ ПАТРОНІВ   V. N. Voloshyn, Ph.D., Assoc. Prof., V. M. Buhovets, Ph.D., T. L. Pikhurska, M. I. Bey  APPLICATION OF CAD/CAE SYSTEMS FOR RESEARCH THE STRESS-DEFORMED STATE OF MULTIPROFILE JAWS OF LATHE CHUCKS   Можливість переналагодження затискного патрона при зміні типорозміру оброблюваної деталі, час та вартість такого переналагодження в значній мірі визначають ефективність механічної обробки. Одним із напрямків підвищення гнучкості і зменшення собівартості обробки в умовах дрібносерійного виробництва є розроблені на основі евристичного прийому інтеграції діапазонів затиску в одному затискному елементі автоматичні токарні патрони з поворотними багатопрофільними затискними кулачками [1, 2]. Вони повинні надійно утримувати заготовку в процесі обробки при дії силових навантажень зі сторони процесу різання та інерційних навантажень, а також володіти високою жорсткістю. Тому питання оцінки напружено-деформованого стану багатопрофільних затискних кулачків в залежності від сил затиску та їх конструктивних параметрів є актуальними. Серед методів дослідження напружено-деформованого стану машинобудівних конструкцій широко використовуються програмні комплекси твердотільного моделювання та інженерного аналізу (CAD/CAE-системи) [3, 4]. Повний цикл аналізу напружено-деформованого стану за їх допомогою включає наступні етапи: розробку 3D-моделі; задання характеристик матеріалів; вибір типу параметрів скінченних елементів; розбиття 3D-моделі на скінченні елементи; задання граничних умов та формування системи навантажень; перевірка коректності розробленої скінченно-елементної моделі; моделювання та візуалізація напружено-деформованого стану [3, 4]. Результати моделювання напруженого-деформованого стану поворотних багатопрофільних затискних кулачків для розробленої конструкції швидкопереналагоджувального токарного патрона плунжерного типу з діаметром корпусу 200 мм приведені на рис.1. Результатами моделювання для різних положень поворотного багатопрофільного затискного кулачка, що відповідає різним діаметрам затиску d, навантаженого радіальною силою затиску Т в діапазоні від 8 до 30 кН, є еквівалентні напруження σ, значення яких розраховувалися по гіпотезі енергії зміни форми Ріхарда Фон Мізеса, та переміщення δ. Аналіз напружено стану багатопрофільного затискного кулачка у різних положеннях і радіальних силах затиску показує, що максимальні еквівалентні напруження виникають у перерізі з’єднання тіла затискного кулачка із плунжером (рис.1,а). У цьому перерізі нижні волокна працюють на розтяг і максимальне еквівалентне напруження при максимальній радіальній силі затиску становить σ=265 МПа. Із збільшенням зусилля затиску, яке припадає на один кулачок від мінімального до максимального (тобто в 3,75 раз), максимальні еквівалентні напруження також збільшуються майже у 6 раз (рис.1,б). Окрім того, спостерігається прямопропорційна лінійна залежність між навантаженнями та максимальними еквівалентними напруженнями. Як і у випадку еквівалентних напружень, аналогічна прямопропорційна залежність спостерігається і для величини максимальної деформації на передньому Матеріали XІІ Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів  «АКТУАЛЬНІ ЗАДАЧІ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ» – Тернопіль, 6-7 грудня 2023 року 25 кінці розточування багатопрофільного затискного кулачка при різних радіальних силах затиску та різних його положеннях (рис.1,в,г).    а) б)   в) г) Рисунок 1. Результати моделювання напруженого-деформованого стану багатопрофільних затискних кулачків: а) картина напруженого стану при Т=30 кН та d=50мм; б) графік залежності максимального еквівалентного напруження σ від сили затиску Т; картина деформованого стану при Т=30 кН та d=50мм; графік залежності величини переміщення переднього кінця розточки δ від сили затиску Т.  Література 1. Технологічне оснащення для високоефективної обробки деталей на токарних верстатах: монографія/ [Кузнєцов Ю.М., Луців І.В., Шевченко О.В., Волошин В.Н.]. – К.: – Тернопіль: Терно-граф, 2011. – 692 с. 2. Волошин В.Н. Синтез затискних патронів з позиційними багатопрофільними затискними елементами для токарних верстатів. – Дис.... канд. техн. наук. – К.: НТУУ «КПІ», 2003. – 234 с. 3. Кроль О.С., Соколов В.І. Тримірне моделювання металорізальних верстатів та інструментального оснащення: навчальний посібник/ О.С. Кроль, В.І. Соколов. – Сєвєродонецьк: вид-во СНУ ім. В. Даля, 2016. – 160 с. 4. Луців І.В. Комп’ютерне моделювання складових самоналагоджувального комплексного оснащення для токарної обробки/ І.В. Луців, В.Н. Волошин, В.М. Буховець// Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль в машинобудуванні. – 2012.– Випуск 746. – С.28 – 31.   

Application of CAD/CAE systems for research the stress-deformed state of multiprofile jaws of lathe chucks

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/43706/2/MNPK_2023_Voloshyn_V_N-Application_of_CAD_CAE_24-25.pdf

Application of CAD/CAE systems for research the stress-deformed state of multiprofile jaws of lathe chucks

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University