Введение к работе
Актуальность
Оболочковые детали, изготовленные из листового металла, имеют распространение в конструкциях вертолетов, самолетов, других летательных аппаратов, а также в различных изделиях машиностроения, бытовой техники. Изготавливаются такие детали преимущественно вытяжкой на прессах. Характерным для этих процессов является многопереходность и необходимость для
каждого перехода дорогостоящего штампа.
В самолетостроении, вертолетостроении и в других случаях, когда производство характеризуется мелкосерийностью, наиболее оптимальным по затратам является использование ротационной вытяжки. Для этого процесса характерной особенностью является простота оснастки. Однако при глубокой вытяжке процесс является многопереходным с затратами на каждом переходе.
В работе предлагается многоходовая ротационная вытяжка, сокращающая количество переходов и число специалистов, с уникальными возможностями, которые в процессе формообразования могут управлять режимами.
Появление станков с ЧПУ для ротационного формообразования позволяет реализовать довольно многочисленные и повторяемые движения роликаинструмента, однако необходимо знать предельные значения перемещений инструмента за один ход и режимы обработки.
Ограничивающим фактором при формообразовании из листового металла оболочковых деталей является потеря устойчивости фланца и образование гофров, которые могут привести к браку детали, а также разрушение детали в зоне контакта с роликом. Поэтому для правильного проектирования процесса многоходовой ротационной вытяжки необходимо знать напряженнодеформи-рованное состояние в различных зонах заготовки при формообразовании, чтобы квалифицированно проектировать этот процесс.
Целью работы является разработка рекомендаций по определению параметров процесса многоходовой ротационной вытяжки полых осесимметричных деталей из листового металла на станках с ЧПУ и интенсификация этого процесса.
Научная новизна
1. В представленной работе впервые выполнен анализ процесса многоходовой ротационной вытяжки с учетом напряженнодеформированного состояния и растягивающих усилий, возникающих при деформировании, а также получены аналитические зависимости, позволяющие определить режимы обработки и сократить количество переходов.
2. Проведено расчетно-экспериментальное исследование состояния фланца, при котором происходит потеря устойчивости, препятствующая дальнейшему процессу формообразования.
3. Экспериментально получены критические значения углов перемещения формующего ролика, подтверждающие расчетные значения.
Практическая ценность
1. Разработана методика расчета напряженнодеформированного состояния заготовки при многоходовой ротационной вытяжке.
2. Выработаны технологические рекомендации по проектированию многоходовой ротационной вытяжки, позволяющие исключить брак детали при формообразовании.
3. Результаты исследований позволяют снизить затраты средств и времени на подготовку производства изготовления оболочковых деталей из листовых материалов на токарных станках с ЧПУ.
Апробация и реализация результатов работы
Основные положения, выводы и результаты диссертационной работы докладывались на XXII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» (Казань, Казанское высшее военное командное училище (военный институт)), на V Международной научнопрактической конференции «Современные технологии – ключевое звено в возрождении отечественного авиастроения». «Авиакосмические технологии и оборудование» (Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 2010), на VI Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики» (АНТЭ, 2011). В полном объеме работа была доложена в отделе перспективных технологий ОАО «КНИАТ» и на расширенном заседании кафедры «Информационные технологии и менеджмент в машиностроении» КНИТУ им. А.Н. Туполева.
Публикации
По результатам исследований, выполненных в диссертации, опубликовано 6 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 4 статьи и тезисы в других изданиях.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 100 названий и приложения. Объем работы 146 страниц машинописного текста, в том числе 56 рисунков и 6 таблиц.
На защиту выносятся:
– анализ напряженнодеформированного состояния заготовки при многоходовой ротационной вытяжке цилиндрической детали;
– результаты экспериментальных исследований процесса ротационной вытяжки осесимметричных оболочковых деталей;
– численное исследование геометрически нелинейного деформирования фланцевого элемента детали.
