ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

Сергей Данилович Кугультинов; Алексей Валерьевич Щенятский; Антон Сергеевич Жиляев

doi:10.22213/2410-9304-2018-3-17-21

Авторы

С. Д. Кугультинов ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
А. В. Щенятский ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
А. С. Жиляев АО «Ижевский электромеханический завод «Купол»; ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-3-17-21

Ключевые слова:

имитационное моделирование, напряженно-деформированное состояние, тонкостенная деталь, метод конечных элементов

Аннотация

Многие предприятия приборостроительной, машиностроительной, авиакосмической отрасли сталкиваются с трудностями механической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей сложной формы из алюминиевых сплавов, отвечающих за работоспособность всего изделия. К рассматриваемой группе деталей предъявляются повышенные требования по точности и качеству изготовления, к ним относятся несущие элементы конструкции летательных аппаратов, корпуса, волноводы, радиаторы. Зачастую допуск формы на поверхностях данных деталей не превышают 0,01 мм при площади поверхности 1-2 м2. Для обеспечения выпуска качественной продукции без увеличения производственного цикла и затрат на отработку технологии необходимо применение численного инженерного анализа для моделирования сложных технологических процессов. Статья содержит обоснование актуальности исследования взаимосвязи режимов механической обработки, схемы и усилия закрепления с технологическими остаточными напряжениями и деформациями детали. Представлены результаты анализа напряженно-деформированного состояния (НДС), возникающего в процессе фрезерования под воздействием силы и температуры резания, методом конечных элементов (МКЭ). На основе расчетов методом МКЭ показано, что в процессе фрезерования под действием силы резания в детали формируются сжимающие остаточные напряжения, приводящие к короблению поверхностей деталей. Разработана имитационная модель механического воздействия концевой фрезы на обрабатываемую деталь. Полученные результаты в дальнейшем планируется применить для формирования управляющих воздействий на параметры технологического процесса с целью повышения качества обработки и минимизации цикла производства деталей.

Биографии авторов

С. Д. Кугультинов, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология производства систем вооружения»

А. В. Щенятский, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Мехатронные системы», проректор по инновационной и научной деятельности

А. С. Жиляев, АО «Ижевский электромеханический завод «Купол»; ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

Заместитель главного технолога

Библиографические ссылки

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.