CC BY
18Решетневские чтения
УДК 621
А. Ю. Литвинчук, Ю. А. Филиппов ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАБОТЫ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО
ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА
Проведены теоретические исследования и моделирование поперечных и угловых колебаний шпинделя специализированного фрезерного станка методом Рунге-Кутта.
Важных направлением развития ракетно-космической техники (РКТ) в том числе жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) является повышение тактико-технических и энергомассовых характеристик изделий. Одним из возможный путей решения является снижения веса изделия, увеличение полезной нагрузки, благодаря ужесточению диапазона допусков и постоянства размеров в нижних пределах. В полной мере выполнение этих условий зависит от возможностей современных СТО.
В РКТ широкое применение получили детали, имеющие сложную пространственную форму. Наиболее показательными представителями этого класса являются детали сборочной единицы (ДСЕ) в составе агрегатов ЖРД: камера сгорания, турбонасосный агрегат, газогенератор, ампула пускового горючего. В состав агрегатов входят особоответственные детали: шнеки, вал-шнеки, сопла камеры сгорания, улитки, крыльчатки. Характерной особенностью деталей с пространственно-сложными поверхностями (ПСП) являются высокие технические требования по шероховатости (Яа < 0,63 мкм) и геометрической точности. Типовой технологический процесс изготовления деталей, содержащих пространственно-сложные поверхности, содержит черновое, чистовое фрезерования и отделочно-доводочные операции, такие как шабрение, полирование. При этом трудоемкость последних может превышать суммарную трудоемкость чернового и чистового фрезерования. Для сокращения времени механической обработки деталей, содержащих ПСП, необходимо уменьшать объем доводочных операций, что возможно за счет максимального приближения выходных показателей механической чистовой обработки на станках с ЧПУ до заданных в КД, в частности параметра шероховатости. Нестабильность протекания процесса резания прежде всего вызванная вибрационными составляющими оказывает существенное влияние на выходные параметры шероховатости и соответственно геометрической точности особо ответственных деталей ЖРД.
Проблема улучшения динамического качества технологического оборудования является одной из сложнейших в современной технике. От степени решения этой проблемы во многом зависит общий уровень вибрации и шума различных машин, а также их работоспособность, надежность, производительность, точность выполнения заданных операций.
Вибрация промышленного оборудования может быть вызвана различными причинами - неуравновешенностью вращающихся частей, переходными процессами, возникающими из-за износа деталей, непостоянством сопряжений контакта, особенностями технологических операций и внешними причинами.
Объектом исследования служили технологические процессы и специальное фрезерное оборудование, используемое при производстве РКТ. Для экспериментальных исследований служили специальные фрезерные станки для изготовления высокооборотных лопастных насосов (шнеки, вал-шнеки, крыльчатки).
Предметом исследования служили технологические процессы фрезерования лопаток шнеков, вал-шнеков, крыльчаток турбонасосного агрегата, однородные физические величины поступательного и вращательного движения точки упругого тела, характеризующие вибрацию, а также параметрическая точность и шероховатость обработанной поверхности деталей. Признаками, на основании которых производилась оценка качества изделия, приняты: шероховатость поверхности детали и компоненты вибрации ТО (виброскорость, виброускорение).
Моделирование динамики работы специализированного фрезерного станка проводилось в программе Mathcad по дифференциальным уравнениям движения.
Произведя первичные преобразования общего уравнения вынужденных колебаний, записанного с коэффициентом сопротивления а, получим
т ■ у" + а ■ у' + с ■ у = ■ 8ш(ю ■ (),
где Q - динамическая нагрузка; с - жесткость системы.
Получаем уравнение с коэффициентом демпфирования И следующего вида:
у" + 2 ■ И ■ у' + р2 ■ у = Но ■ яп(ю ■ /), (1)
где м, р - частота вынужденных и собственных колебаний соответственно; Н0 - функция воздействия динамического нагружения, которая рассчитывается по формуле
Н0 = г-м2,
где г - эксцентриситет оси вращения шпинделя.
Решая уравнение (1) методом Рунге-Кутта, можно моделировать поперечные и угловые колебания шпинделя. Поперечные колебания шпинделя представлены на рис. 1, а угловые колебания - на рис. 2.
Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли
Рис. 1. Поперечные колебания шпинделя (мкм)
Рис. 2. Угловые колебания шпинделя (рад/м)
A. Yu. Litvinchuk, Yu. A. Filippov JSC «Krasnoyarsk machinery-building plant», Russia, Krasnoyarsk
OPERATION DYNAMICS MODELING OF MILLING MACHINE SPECIALTY
Theoretical research and modeling spindle 's transverse and angular oscillation of milling machine specialty is carried out by Runge-Kutt methodology.
© Литвинчук А. Ю., Филиппов Ю. А., 2010
УДК 669.056.9
А. С. Логинов
ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКОЙ
Изложены основные особенности технологии цифровой радиографии и возможность ее использования при контроле сварных швов изделий ракетно-космической техники, выполненных электронно-лучевой сваркой.
Современное состояние неразрушающего радиационного контроля характеризуется интенсивным развитием и распространением так называемой цифровой радиографии, когда радиационные снимки просвечиваемого объекта контроля преобразуются на оп -ределенном этапе в цифровые. Основным мотивом применения компьютерной техники для решения задач радиографического контроля по расшифровке и архивации снимков сварных соединений, выполненных электронно-лучевой сваркой, объектов повышенной надежности, является необходимость улучшения выявляемости опасных дефектов, повышение объективности и достоверности радиографического контроля. Быстрый рост возможностей компьютерной техники и создание высококачественных устройств по оцифровке снимков позволили разработать специали-
зированное программное обеспечение для цифровой обработки радиографических снимков.
ОАО «Красмаш» совместно с отраслевым институтом НПО «Техномаш» ведут работы по созданию современного комплекса автоматизированного радиографического контроля сварных соединений изделий повышенной надежности, выполненных электроннолучевой сваркой, с разработкой отраслевой нормативной документации по указанным видам работ, разработку и внедрение технологического процесса автоматизированной цифровой радиографии на предприятии ОАО «Красмаш».
В настоящее время как в России, так и за рубежом проводятся исследования и создаются новые современные средства и методы цифровой обработки снимков при радиографическом контроле. Это на-
