Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Numerical Analysis of Influence of Mechanical Processing Conditions on Stress-Deformed State of Large-Size Thin-Wall Complex Parts

Kugultinov S.D., Shchenyatskii A.V., Zhilyaev A.S.

Abstract


Many enterprises of instrumentation, machine-building, aerospace industries face difficulties in machining large-sized thin-walled components of complex shape made of aluminum alloys, which are responsible for operability of the entire product. The group of details under consideration is restricted by requirements of the accuracy and quality of manufacture, including supporting elements of construction aircraft, hulls, waveguides, radiators. Often, the shape tolerance on surfaces of these parts does not exceed 0.01 mm with a surface area of 1 ... 2 m2. To ensure the production of quality products without increasing production cycle and costs of technology development it is necessary to use numerical engineering analysis to model complex technological processes. The paper contains substantiation relevance study of interrelation between machining regimes, fixing scheme and cutting force with technological residual stresses and deformations of part. Results are presented for the stress-strain state analysis which is formed in the milling process due to the action of the cutting force and temperature. The results are obtained by finite element method (FEM). Based on calculations by FEM method, it is shown how force and temperature cutting affect formation of compressive residual stresses, which lead to warping of surfaces parts. The simulation model of mechanical action of the end mill on the workpiece is developed. The results obtained in the future are planned to be used to form control actions on the parameters of the technological process in order to improve the quality of processing and minimize the cycle of production of parts.

Keywords


simulation modeling; stress-strain state; thin-walled part; finite element method

Full Text

Galleys

PDF (Русский)
References References

Цейтлин А. Л. Высокая скорость обработки: антикризисные советы от CSoft // CADmaster. 2009. № 2-3. С. 46-55.

Abele E. and Fiedler U. (2004) Creating stability lobe diagrams during milling. Annals of the CIRP, 53(1). Pp. 309-312.

Vijay S., Kxishnaraj V. (2013) Machining parameters optimization in end milling of Ti-6A1-4V, Procedia Engineering 64. 1079-1088.

Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов : учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М. : Высш. шк, 1985. 304 с.

Сенькин Е. Н., Истомин В. Ф., Журавлев С. А. Основы теории и практики фрезерования материалов. Л. : Машиностроение 1989. 103 с.

Кугультинов С. Д., Ковальчук А. К., Портнов И. И. Технология обработки конструкционных материалов : учебник для вузов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 672с. : ил.

Там же.

Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах / Г. Н. Чернышев, А. Л. Попов, В. М. Козинцев, И. И. Пономарев. М. : Наука. Физматлит, 1996. 240 с.

Остаточные напряжения в металлопродукции : учеб. пособие / С. П. Буркин, Г. В. Шимов, Е. А. Андрюкова. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. 248 с.

Моделирование процессов резания методом конечных элементов: методологические основы: монография / Д. В. Криворучко, В. А. Залога; под общ. ред. В. А. Залоги. Сумы : Университетская книга, 2012. 496 с.

Кугультинов С. Д., Жиляев А. С. Совершенствование процесса фрезерования деталей сложной формы из алюминиевых сплавов благодаря управлению величиной силы резания // Интеллектуальные системы в производстве. 2013. № 21. С. 75-78.

Изменение напряженного состояния задней поверхности зуба фрезы при торцевом фрезеровании / Д. Ю. Пименов, В. И. Гузеев, А. А. Кошин, П. П. Переверзев // Вестник машиностроения. 2012. № 7. С. 78-81.

Полухин П. И., Горелик С. С., Воронцов В. К. Физические основы пластической деформации. М. : Металлургия, 1982. 584 c.

Промышленные алюминиевые сплавы / под ред. Ф. И. Квасова и И. Н. Фридляндера. М. : Металлургия, 1984. 528 с.

Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах / Г. Н. Чернышев, А. Л. Попов, В. М. Козинцев, И. И. Пономарев. М. : Наука. Физматлит, 1996. 240 с.

Остаточные напряжения в металлопродукции : учеб. пособие / С. П. Буркин, Г. В. Шимов, Е. А. Андрюкова. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. 248 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.22213/2410-9304-2018-3-17-21

Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2018 Кугультинов С.Д., Щенятский А.В., Жиляев А.С.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 1813-7911