Návrh výroby hřídele hydraulického čerpadla
Loading...
Date
Authors
Nečas, Zbyněk
ORCID
Advisor
Referee
Mark
C
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce se zabývá návrhem technologie výroby unašecí hřídele hydraulického čerpadla, jejíž hlavním prvkem je drážkování uvnitř dutiny hřídele. Zadaná součást bude vyráběna firmou Metaldyne Oslavany, spol. s.r.o., kde byla stanovena výrobní série na 300 000 kusů ročně. Zároveň byl také zadán materiál součásti jako ocel DIN 20CrMo5, která bude pro výrobu nakupována v tyčích o průměru 42 mm. Z nich bude následně řezán polotovar pomocí kotoučových pil. Po zhodnocení zadaných požadavků je na základě provedeného rozboru zadání zvolena technologie výroby pomocí objemového tváření za studena, konkrétně metoda protlačování v kombinaci s pěchováním, na kterou se práce dále zaměřuje. Pro výrobu byly navrženy tři základní postupy, pro které byla ověřena jejich vyrobitelnost pomocí simulačního softwaru Simufact Forming 2023.4. Pro nejvhodnější výrobní variantu jsou vypočteny přirozené i deformační přetvárné odpory a tvářecí síly ve všech operacích, které byly následně porovnány s výsledky numerické simulace. Podle nejvyšší vypočtené síly byl zvolen vhodný stroj z aktuálního strojového parku firmy, konkrétně konvenční jednooperační hydraulický lis SMG HZPU 320 o jmenovité síle 320 tun. Následně byly navrženy nástrojové sestavy pro každou z tvářecích operací, kdy bylo zjištěno, že ve všech operacích musí být průtlačnice zapouzdřena pomocí dvou objímek. Ke zjištění optimálních stykových průměrů, kontaktních tlaků a dalších parametrů pouzdření byl využit program LP4-Kopřiva.
The thesis deals with the design of the production technology of the drive shaft of a hydraulic pump, the main element of which is the groove inside the shaft cavity. This component will be manufactured by Metaldyne Oslavany, spol. s.r.o., where the production series was set at 300,000 pieces per year. The material of the component was also specified as DIN 20CrMo5 steel, which will be purchased for production in bars with a diameter of 42 mm. The workpiece will then be cut from them using circular saws. After evaluating the specified requirements, based on the analysis of the specifications, the cold forming technology is chosen for production, specifically the combination of extrusion and upsetting, which the thesis focus on. Three basic production processes were put in place, for which their manufacturability was verified using the Simufact Forming 2023.4 simulation software. For the most suitable production variant, the flow stress, deformation resistance, and forming forces are calculated for each operation, which were then compared with the results of numerical simulation. According to the highest calculated force, a suitable machine was chosen from the company's current machine park, specifically a conventional single-operation hydraulic press SMG HZPU 320 with a nominal force of 320 tons. Then, tool sets were designed for each of the forming operations, when it was found that in all operations the die must be encapsulated using two clamps. The LP4-Kopřiva program was used to determine the optimal contact diameters, contact pressures and other encapsulation parameters.
The thesis deals with the design of the production technology of the drive shaft of a hydraulic pump, the main element of which is the groove inside the shaft cavity. This component will be manufactured by Metaldyne Oslavany, spol. s.r.o., where the production series was set at 300,000 pieces per year. The material of the component was also specified as DIN 20CrMo5 steel, which will be purchased for production in bars with a diameter of 42 mm. The workpiece will then be cut from them using circular saws. After evaluating the specified requirements, based on the analysis of the specifications, the cold forming technology is chosen for production, specifically the combination of extrusion and upsetting, which the thesis focus on. Three basic production processes were put in place, for which their manufacturability was verified using the Simufact Forming 2023.4 simulation software. For the most suitable production variant, the flow stress, deformation resistance, and forming forces are calculated for each operation, which were then compared with the results of numerical simulation. According to the highest calculated force, a suitable machine was chosen from the company's current machine park, specifically a conventional single-operation hydraulic press SMG HZPU 320 with a nominal force of 320 tons. Then, tool sets were designed for each of the forming operations, when it was found that in all operations the die must be encapsulated using two clamps. The LP4-Kopřiva program was used to determine the optimal contact diameters, contact pressures and other encapsulation parameters.
Description
Citation
NEČAS, Z. Návrh výroby hřídele hydraulického čerpadla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Strojírenská technologie
Comittee
prof. Ing. Milan Forejt, CSc. (předseda)
prof. Ing. Radim Kocich, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Lenka Kunčická, Ph.D. (člen)
Ing. Ivo Dohnal, Ph.D. (člen)
Ing. Barbora Kudláčová (člen)
Ing. Miroslav Jopek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-11
Defence
Student prezentoval komisi svou závěrečnou práci, její výstupy a závěry a zodpověděl dotazy oponenta. Dále byly studentovi položeny následující dotazy:
dr. Dohnal – Největší deformace nebude na konci dříku, na kterém místě bude ve skutečnosti? (otázka nebyla zodpovězena)
dr. Jopek – Jaká je jednotka přirozeného přetvárného odporu, rychlosti deformace? (otázka byla plně zodpovězena)
dr. Jopek – Jak si vysvětlujete negativní citlivost na rychlost deformace u materiálu polotovaru?
prof. Kocich – Proč jsou tak vysoké deformační odpory? (otázka byla částečně zodpovězena)
prof. Kocich – Jak bude zajištěna ochrana proti ztrátě vzpěrné stability průtlačníku když je veden volně? (otázka byla částečně zodpovězena)
prof. Forejt – Vztah (2.9) neodvodil Gubkin kdo ho odvodil? (otázka byla plně zodpovězena)
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení