Моделирование переходного процесса фрезерования композита Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Решетнеескцие чтения. 2015

УДК 621.6.09:534.01

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ФРЕЗЕРОВАНИЯ КОМПОЗИТА

Д. С. Литвиненко, Е. С. Дорофеева, В. В. Мозговой, Е. М. Филиппова, Е. В. Раменская

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Рассмотрены причинно-следственные связи изменения полей деформации в заготовке при фрезеровании анизотропного материала с целью повышения качества и точности технологического процесса. По результатам инструментального измерения построена математическая модель переходного процесса на принципах прерывания межмолекулярных связей в материале.

Ключевые слова: виброускорение, молекулярные связи, модель, переходный процесс.

MODELLING THE TRANSIENT MILLING PROCESS OF COMPOSITE MATERIAL D. S. Litvinenko, E. S. Dorofeeva, V. V. Mozgovoy, E. M. Filippova, E. V. Ramenskaja

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The research examines causes of deformation field changes in the workpiece when anisotropic material milling to ameliorate of the quality and accuracy of the technical process. On completion of instrumental measurements the mathematical model of the transition process on the principle of intermolecular bonds interruption in the material is built.

Keywords: vibration acceleration, molecular bond, model, transition process.

В производстве изделий авиационно-космической техники операции фрезерования формируют выходную точность и шероховатость - качество продукции. Исследования проводились при продольном фрезеровании вдоль волокон анизотропного материала плотностью 520 кг/м3 с инструментом из быстрорежущей стали класса Ж8 [1]. Режимы обработки: скорость резания 22 м/с, скорости подачи 8 м/мин.

Измерения проводились с использованием акселерометра марки АТТ-9002 с компьютерной записью

результатов [2; 3]. Один из фрагментов записи пикового значения виброускорения, представляющего адекватное отображение динамики процесса формирования качественных критериев обработки, представлен в таблице.

Математическая модель переходного процесса, построенная по результатам физического инструментального измерения амплитуды виброускорения и аппроксимации функции, представлена графической и аналитической частями на рисунке.

Пиковые значения амплитуды виброускорения

Время, с 0,1 14 16 18 20 22 24 26

Аvsp m/c2 0,1 5,9 9 11,4 10,9 11,4 10,9 10,3

Ряд1

Эксгтонбнциальн ая (Ряд!)

10 20 30

Графическая модель переходного процесса

Технология и мехатроника в машиностроении

Математическая модель локального процесса, полученная методом аппроксимации, имеет вид у = 0,223е°,182х, где х - координатное время.

Как следует из рисунка, в начале процесса врезания режущего инструмента в материал заготовки функция растет вследствие прерывания межмолекулярных связей с энергией ковалентной связи порядка 0,4 МДж/моль в период отделения молекул, переходящих в стружку. Затем интенсивность процесса возрастает незначительно по мере роста скоростей свободных тепловых электронов и частот колебаний атомов.

Полученная модель позволяет анализировать характер флуктуации амплитуды виброускорения в переходном процессе формообразования детали резанием со стружкообразованием.

Развитие современного производства изделий РКТ продолжается по направлению роста прецизионности, обеспечивающего повышение конкурентоспособности изделий по многим параметрам, поэтому вопросы оценки степени близости результатов измерения к принятому опорному значению, а также степень близости друг к другу независимых результатов измерений, полученных в конкретных регламентированных условиях, стимулирует анализ на новом уровне. Так, повторяемость и сходимость в условиях, когда результат измерения получен при одном и том же методе, лаборатории, операторе, приборах в короткий промежуток времени, определяет уровень культуры производства, значимость её для общества [4; 5].

В заключение можно отметить, что внедрение новых регламентов ИСО, способствуя прогрессу в области механики технологических процессов, ставит очередные задачи ускорения экспериментальных и фундаментальных работ по отработке и созданию новых режимов обработки анизотропных композитных материалов по критериям увеличения высоких и снижения критических технологий при создании прорывных технологий в производстве аэрокосмических изделий нового поколения.

Библиографические ссылки

1. Раменская Е. В., Филиппов Ю. А. Механизм генерирования и распространения вибрации в техноло-

гических машинах // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 1(41). С. 132-138.

2. Раменская Е. В., Филиппов Ю. А. Введение в акустическую динамику машин / Сиб. гос. аэрокос-мич. ун-т. Красноярск, 2015. 58 с.

3. Акустическая эмиссия в технологии ремонта и сертификации производственного оборудования / Е. В. Раменская, Ю. А. Филиппов и др. // Матер. 17 МНПК НПФ Плазмацентр : Технол. упроч. нанесения покрыт. и ремонта: теория и практика. СПб. : Поли-техн. ун-т. 2015. С. 242-249.

4. Международный словарь по метрологии: основные и общие понятия и соответствующие термины. 2-е изд. СПб. : Профессионал, 2010. 82 с.

5. ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Ч. 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений. 43 с.

References

1. Ramenskaya E. V., Filippov Y. А. The mechanism of generation and distribution of vibration technology in machines. Vestnik SibSAU, 2012. Release of. 1 (41). p. 132-138.

2. Ramenskaya E. V., Filippov Y. A. Introduction to acoustic dynamics of machines. SibSAU, Krasnoyarsk, 2015. p. 58.

3. Ramenskaya E. V. Acoustic emission technology of repair and certification of pro-duction equipment / E. V. Ramenskaya, Y. А. Filippov et al. Matter 17MNPK Plazmatsentr NPF: technology hardening coating and repair of theory and practice. St. Petersburg Polytechnic University. 2015. p. 242-249.

4. International metrology vocabulary: Basic and general concepts and associated terms. Edition 2, Corr. SPb. : NPO "Professional", 2010. p. 82.

5. ГОСТ Р ISO 5725-2-2002 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results. Part 2. Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method. р. 43.

© Литвиненко Д. С., Дорофеева Е. С., Мозговой В. В., Филиппова Е. М., Раменская Е. В., 2015

УДК 62.669

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТЕХНОЛОГИЙ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Н. В. Николаева, А. В. Рогожкин

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева

(Национальный исследовательский университет) Российская Федерация, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34. E-mail: [email protected]

Большую роль в совершенствовании технологического процесса изготовления деталей аэрокосмического назначения играют аддитивные технологии, которые позволяют значительно повысить качество и скорость выхода продукции на рынок.

Ключевые слова: быстрое прототипирование, аддитивные технологии, литье деталей.