CC BY
17
Смещение всей микронеровности в сторону как при обработке всухую, так и с использованием СОЖ в этих условиях было значительно слабее. Возможно это связано с образованием более пологих микронеровностей.
Таким образом, экспериментально установлено явление бокового пластического течения, которое для рассматриваемых условий незначительно (в пределах 5-6%) увеличивает высоту микронеровностей, а существенного влияния СОЖ на изменение интенсивности этого явления не отмечено.
Библиографический список
1. Развитие науки о резании металлов / Под ред. Н.Н.Зорева. - М.: Машиностроение, 1967. - 416 с.
2. Куфарев Г.Л., Окенов К.Б., Говорухин В.А. Стружко-образование и качество обработанной поверхности при несвободном резании, - Фрунзе: Мектеп, 1970. - 168 с.
3. Лившиц О.П., Родыгина А.Е, Деформированное состояние зоны резания и шероховатость обработанной поверхности II Вестник ИрГТУ. - 2006. - №1. - С. 59-64.
4. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсионных системах / Избранные труды. Физико-химическая механика. - М.: Наука, 1979. - 381 с.
5. Розенберг А.М,, Еремин А,Н. Элементы теории резания металлов. - М,: Машгиз, 1958, - 318 с.
6. Лоладзе Т.Н, Износ режущего инструмента. - М.: Машгиз, 1958. - 356 с.
Д.Е.Пашков, А.А.Лихачев, С.В.Викудова
К вопросу комплексной автоматизации процесса формообразования ддиниомерньгх листовых деталей
Наиболее сложной и трудоемкой частью технологического процесса изготовления деталей типа обшивок крыла самолета являются операции формообразования. Проблемы их реализации связаны с конструктивными особенностями данных деталей. Во-первых, обво-дообразующие поверхности имеют малую кривизну, для получения которой нужна общая деформация, соизмеримая с упругой составляющей. Во-вторых, большие габаритные размеры затрудняют применение методов формообразования одновременно всей поверхности детали с использованием оснастки, сопряженной с ее формой. В связи с этим при изготовлении обшивок из всего многообразия методов формообразования применяют или локальный упруго-пластический изгиб, или дробеударное формообразование (ДУФ).
Пространственная форма обшивок крыла, для формообразования которых применяют дробеударные методы, в общем случае представляет сочетание двух линейчатых (конических) поверхностей, в районе пересечения которых расположен перегиб или так называе-
мый «аэродинамический излом» в виде участка двойной кривизны, которая может быть как знакопостоянной, так и знакопеременной (рис. 1).
Детали типа обшивок, не имеющие силового набора, при обработке дробью могут приобретать бочкообразную форму, однако если они имеют большое соотношение длины к ширине, прямолинейность в продольном направлении сохраняется, хотя наблюдается искривление по краям [1]. Для снижения бочкообразности деталей цилиндрической формы, а также для формообразования поверхностей двойной кривизны применяют специальные технологические приемы.
Наиболее часто в зарубежных публикациях упоминается такой метод управления продольной кривизной, как предварительное создание напряжений перед дро-беобработкой (рге-51гей), известный в отечественной терминологии как «заиеволивание». Сущность метода состоит в том, что при обработке дробью предварительно упруго растянутых поверхностных слоев растет величина соответствующей компоненты пластической
Границы зоны перегиба
\
Проекции продольных образующих
Ось перегиба
Рис. 1. Типовая схема членения обшивки крыла
деформации под отпечатками, что приводит к росту возникающего при этом изгибающего момента. Таким образом, упругий изгиб детали перед ДУФ увеличивает остаточную кривизну в направлении изгиба.
Очевидным недостатком технологии ДУФ с занево-ливанием являются ограниченные возможности по получению различных сочетаний компонент продольной и поперечной кривизны, а также отсутствие возможности контроля формы детали в процессе обработки.
В [1] описан способ ДУФ поверхностей двойной кривизны обработкой поперечных кромок с двух сторон или обработкой с обратной стороны узкими полосами в продольном направлении. Следует отметить высокую стоимость и техническую сложность реализации методов формообразования с применением двухсторонней дробеобработки по сравнению с односторонней, кроме этого, при получении поверхностей сложной формы значительно возрастает интенсивность обработки, а ее процесс становится длительным, многошаговым и требует выполнения большого количества опытных работ при отработке технологии.
Оригинальной отечественной разработкой, устраняющей недостатки вышеперечисленных методов, является комбинированный метод формообразования. Впервые такая технология была применена при изготовлении первых комплектов обшивок самолета ТУ-204 [2]. При формообразовании комбинированным методом результирующая форма обшивки образуется в результате суперпозиции промежуточной линейчатой поверхности, формируемой гибкой в продольном направлении и бочкообразной поверхности, получаемой при обработке дробью.
Основным преимуществом комбинированных методов формообразования является разделение процесса на достаточно простые, легко управляемые и контролируемые операции. Перевод данных операций на программный режим управления позволит значительно повысить стабильность и производительность технологического процесса.
Для реализации процесса ДУФ применительно к комбинированным методам разработаны дробеметные установки контактного типа серии УДФ, последняя модель которых - установка УДФ-3 - снабжена системой ЧПУ [3]. Таким образом, для комплексной автоматизации процесса формообразования обшивок необходимо решить ряд вопросов, связанных с автоматизацией процесса гибки в продольном направлении.
Наиболее производительным методом гибки листовых деталей является гибка прокатка на валковых листогибочных машинах. Традиционной областью применения данной технологии является формообразование листовых обшивок одинарной кривизны на листогибочных станках типа КГЛ [4]. При гибке такой детали линия гиба параллельна образующей её поверхности. В случае же применения гибки-прокатки в сочетании с ДУФ расположение линий гиба определяется геометрией детали и рассчитывается в каждом ее сечении [2]. На рис. 2 показан пример разметки линий гиба на заготовку обшивки крыла.
Продольную кривизну детали, формируемую гибкой, определяют из соотношения
1 1 1
--= —г±—г, (1)
7?, Н[
где Щ - средние теоретические значения компонент радиуса кривизны образуемого участка детали, являющиеся исходными данными для расчета. Знак « + » в выражении (1) ставится, если образуемый участок поверхности имеет седловидную, «-» - бочкообразную форму поверхности.
Таким образом, переменными технологическими параметрами гибки-прокатки обшивок в продольном направлении являются угол наклона линий гиба в технологической системе координат и закон изменения настроечного параметра процесса гибки-прокатки - вертикального перемещения 1Н нажимного валка. Расчет параметра 1Н детали с требуемым остаточным радиусом кривизны может быть выполнен согласно [4]. Для проведения расчета необходимы исходные данные в виде теоретических значений компонент радиуса кривизны И' в технологической системе координат,
одна из осей которой параллельна линии гиба. Определим эти компоненты по известным значениям координат точек пересечения осей элементов каркаса в системе координат самолета Ш, показанной на рис. 1. Ось I данной системы направлена вверх.
Рассмотрим сечение детали, показанной на рис. 2, по первой линии гиба слева. Перенесем начало координат в точку О]. Для этого вычтем из координат всех точек в ХУ7 (см. рис. 1) значения координат точки 0]\ X, = X-Х0];!]=¥- ; 2Х = 2- .
Линии гиба
Рис. 2. Пример нанесения линий гиба на заготовку обшивки крыла
Повернем полученную систему координат на угол ср, (р- агсщ{у / х), где х, у - размерные параметры, используемые при построении линий гиба (рис. 3, а).
Запишем формулы преобразования координат при повороте осей:
Х2 = !1Х1 +т1У1+л^1;
У2 = /Д^ + тЛ] + щ!х;
= КХ, +тХ + п,!,,
2 3 1 .>1 3 1'
где /,, тх, /?, - направляющие косинусы новых осей, для рассматриваемого случая они приведены ниже:
* ¿1
/1 СО /77! - Л] 0
¡2 т2 со ъср г>2 0
17 /з 0 тз 0 П 3 1
Рис. 4. Механизм поворота трехвалковой листогибочной машины И2222Б: 1 - поворотное основание; 2 - опорная рама; 3 - привод поворота; 4 -механизм фиксации поворота; 5 - градуированная шкала; 6 - настил
Вычислим радиус кривизны в точке С проекции рассматриваемого сечения на плоскость X20]Z2 (рис. 3, б).
Прогиб / в точке С определится как
/ = ZC-[Z, + 0,5(ZB-Z,)] = = Zc-[ZB-0,5(Ze-Z,)J
или в общем виде
/ = Z(x) - О,5[ Z(x - 0,5а) + Z(x+ О,5а)].
Радиус кривизны сечения в рассматриваемой точке связан с прогибом известной зависимостью
R = (f2 + 0,25a2)/2f.
Таким образом, определяем значения радиуса поперечной кривизны в заданных точках сечений по линиям гиба и вычисляем средние по сечениям значения
R' . Используя аналогичную процедуру, находим радиусы продольной кривизны /f участков детали между
линиями гиба. По формуле (1) рассчитываем распределение радиуса Rr, затем, используя методику, приведенную в [4|, получаем закон изменения настроечного параметра 1Н, на основе которого генерируем программу гибки-прокатки детали. Все расчеты по приведенной методике легко выполняются в программе Excel.
Для автоматизации процесса гибки-прокатки необходимо оборудование, обеспечивающее в процессе формообразования автоматическое изменение настроечного параметра 1Н и угла наклона линий гиба в технологической системе координат. С этой целью разработана специализированная листогибочная машина на базе серийной модели И2222Б путем ее оснащения специальным механизмом поворота относительно изгибаемой детали (рис. 4).
Листогибочная машина установлена на поворотное основание 1, представляющее собой радиально-упорный подшипник диаметром 2,2 м, закрепленный на опорной раме 2. Привод поворота 3 выполнен в виде
цевочной передачи с трехступенчатым червячно-цилиндрическим редуктором с передаточным отношением / = 9021. В положении, соответствующем требуемому углу, листогибочная машина удерживается специальным пружинно-пневматическим механизмом фиксации поворота 4 с усилием 7 кН. Отсчет угла поворота осуществляется по шкале 5 с ценой деления 30". Механизм обеспечивает изменение угла поворота листогибочной машины на 30°.
Для автоматизации гибки-прокатки, с целью повышения точности и производительности, разработан проект оснащения листогибочной машины системой ЧПУ модели Sinumerik 802S/802C фирмы «Сименс», предназначенной для управления приводами перемещения нажимного валка, вращения приводных валков и поворота машины. Для этого использованы трехфазные серводвигатели серии 1FT6 фирмы «Сименс» с приводами с частотным регулированием серии Simodrive 611 Universal. Для повышения точности позиционирования нажимного валка в качестве устройства обратной связи применен абсолютный линейный датчик положения модели 1С 481 фирмы Haidenhain.
Библиографический список
1. Ramati S., Levasseur G., Kennerknecht S. Single piece wing skin utilization via advanced peen forming technology // 7-th int. Conf. on Shot Peening. - Warsaw, Poland, 28 - 30 Sept. 2000 (ICSP-7). - P. 1-17.
2. Садков В.В., Макаров В,И., Бирюков H.M. Формообразование первых комплектов КЧК самолёта Ту-204 // Авиационная промышленность. - 1989, - № 4. - С. 14-15.
3. Пашков А.Е. Сергунов A.B., Темников В.А. О внедрении комплексной технологии формообразования-упрочнения деталей самолета БЕ-200 // Авиационная промышленность. -2001. - № 4. - С. 32-36.
4. Лысов М.И., Закиров И.М. Пластическое формообразования тонкостенных деталей авиатехники. - М.: Машиностроение, 1983. - 176 с.
Я.И.Оодер, А.В.Прокопьева, В.Д.Захаров
Статистическая механика многопроходного шлифования режущих пластин Р12ФЗК10МЗ периферией абразивных кругов
Повышение производительности и качества режущего инструмента в машиностроении обеспечивают с использованием различных методов и средств. В представленном исследовании эти задачи решаются с помощью полученных моделей I дисперсионного анализа (ДА) с постоянными факторами, которые в дальнейшем позволят оптимизировать выбор технологических параметров на стадии изготовления режущих инструментов [1, 2].
Экспериментальная часть работы выполнена при следующих неизменных условиях: плоскошлифовальный станок мод. ЗЕ711ВФ2; абразивные круги ПП 250x25x76 24А25 Н СМ1 6 К11; скорость резания Ук =35 м/с; материал пла-
