CC BY
109
Рис. 2. Фрагмент устройства для формирования вафельного фона в обечайке
Технология раскатки обеспечивает достижение степени деформации для алюминиевых сплавов до 30...50 %. [3]. Расчетная степень деформации при раскатке вафельного фона за один переход достигается 63 %, что требует разделения операции на два перехода.
Перед раскаткой заготовку следует термически обработать для увеличения степени пластичности материала.
Технология предусматривает раскатку в два этапа. На первом этапе выполняется утонение заготовки толщиной 5 мм на оправке с выштамповкой фона глубиной 2 мм, на втором этапе осуществляется окончательное выдавливание фона.
Перед вторым переходом необходимо выполнить термообработку для устранения наклепа после первого перехода.
Применение раскатных станов в процессе формообразования вафельного фона существенно снизит
трудоемкость производства и повысить качество, прочность и жесткость конструкции. Оптимальные режимы термообработки с последующим формированием вафельного фона на раскатном стане позволят повысить качество деталей, снизить количество брака из-за внутренних дефектов в листах, снизить массу заготовки и отказаться от доводочных операций химического фрезерования.
Библиографические ссылки
1. URL: http://www.khrunichev.ru.
2. URL: http://tula-mpf.narod.ru.
3. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке. 6-е изд. Ленинград, Машиностроение, 1979.
© Батрутдинов Р. Г., Сысоев С. К., 2011
УДК 621.95
И. А. Бондарев, А. В. Никитин, С. Ю. Сыроежко Научный руководитель - Н. А. Амельченко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПОДГОТОВКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ С ПОМОЩЬЮ CAD/CAM СИСТЕМ
Рассмотрена последовательность процесса построения твердотельной модели для разработки управляющей программы многоосевой обработки корпуса турбины с применением CAD/CAM системы.
Повышение надежности изделий ракетно-космической техники является одной из главных задач машиностроительного производства. Это вызывает необходимость применения современного технологическим оборудованием с ЧПУ, новых материалов и современных технологий их обработки.
Основным сдерживающим фактором массового внедрения современного оборудования на производстве является наиболее трудоемкий процесс технологической подготовки производства, связанный с разработкой технологии обработки и управляющих про-
грамм (УП) для станков с ЧПУ, и в первую очередь, обеспечивающих многоосевую обработку.
Применение систем автоматизированного проектирования (САПР), в частности взаимосвязанных компьютерных систем CAD/CAM, позволяет резко изменить процесс разработки УП, повысить его качество, уменьшить сроки конструирования и исполнения технологических работ.
Среди CAD систем известно применение SolidWorks, КОМПАС, Autodesk Inventor и др. С помощью CAD систем можно создавать твердотельные
Секция « Технология производства ракетно-космической техники»
и каркасные 3D-модели деталей и заготовок, а также импортировать их в САМ системы и создавать 2D-чертежи деталей. Ассоциативность 3D-модели и 2D-чертежа в CAD-системах позволяет автоматически создавать виды детали и перестраивать чертежи при изменении конструкции.
В настоящей работе рассматривается процесс разработки УП для обработки лопаток корпуса турбины турбонасосного агрегата с применением CAD/CAM системы Mastercam.
Чертеж корпуса турбины выполнен в CAD-системе КОМПАС V10. На основе этого чертежа в CAD-системе SolidWorks 2009 SP1 создана твердотельная 3D-модель. На рис. 1 приведена 3D-модель и каркасная модель корпуса турбины.
Для программирования токарной обработки из базы данных САМ системы выбирается применяемое оборудование, создается станочная группа, в свойствах которой можно задать параметры инструмента, материал детали, параметры заготовки и способ ее закрепления.
На следующем этапе назначаются геометрические элементы, подлежащие обработке. Далее осуществляется генерация траектории инструмента, по которой контролируется перемещение инструмента относительно рабочих и геометрических элементов. Функция «бэкплот» (backplot) используется для предварительной проверки рассчитанных траекторий и настройки технологических параметров операции. Окончательная проверка обычно осуществляется с помощью верификации (рис. 2).
б
Рис. 1. 3D-модель корпуса турбины (а) и каркасная модель детали (б)
Модель состоит из трех элементов: поворотного элемента, представляющего непосредственно тело турбины (1); кругового массива лопаток (2); резьбового отверстия (3).
Эскиз поворотного элемента создан по чертежу детали в плоскости YZ. Элемент получен поворотом эскиза относительно оси Z.
Наиболее трудоемкой операцией является построение профиля лопаток. Эскиз профиля лопатки построен в плоскости YZ и содержит 3 сплайна, построенных по точкам. С помощью команды «перенос» плоский эскиз спроецирован на цилиндрическую поверхность, и из него вытянут трехмерный элемент лопатки.
В результате моделирования получена твердотельная модель корпуса турбины. Для дальнейшего использования этой модели в САМ системе ее необходимо сохранить с расширением *.igs, SLDPRT и других форматах [2].
CАМ система предназначена для автоматического создания УП на основе геометрической информации, подготовленной в CAD системе. Основное преимущество, которое получает технолог при работе с системой, состоит в наглядности работы, удобстве выбора геометрии, высокой скорости расчетов, возможности проверки и редактирования созданных траекторий.
На сегодняшний день существуют САМ системы, которые отличаются интерфейсом, областью применения и техническими возможностями. Среди них можно выделить CATIA, Mastercam, Pro/Engineer, Delcam, SprutCAM и др. [1].
шш
Рис. 2. Меню настройки и выбор стратегии обработки
Информация о траектории, всех координатах и инструменте САМ система записывает в специальный промежуточный CL- файл или CLDATA-файл, который с помощью постпроцессора преобразуется в УП в строгом соответствии с форматом программирования конкретного станка с ЧПУ. После постпроцессирова-ния CAD/CAM система открывает файл УП в специ-
а
альном редакторе или в стандартном «Блокноте» операционной системы. После настройки основных параметров УП можно передать на станок.
Библиографические ссылки
1. Каталог САПР. Программы и производители. М. : СОЛОН-ПРЕСС, 2006.
2. Ловыгин А. А., Васильев А. В., Кривцов С. Ю. Современный станок с ЧПУ и CAD/CAM система. М. : Эльф ИПР, 2006.
© Бондарев И. А., Никитин А. В., Сыроежко С. Ю.,
Амельченко Н. А., 2011
УДК 669.713.7
Е. С. Вострикова Научный руководитель - С. Ф. Тлустенко Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет), Самара
ДЕФОРМАЦИОННОЕ ДВОЙНИКОВАНИЕ 0-СПЛАВОВ ТИТАНА ПЕРЕХОДНОГО КЛАССА
Изучена структура деформированных в-сплавов титана переходного класса. Развита модель аномального двойникования по системе {332}<113>, характерного для этих сплавов. В рамках модели дано объяснение низкому напряжению зарождения и роста таких двойников, легкости их пересечения друг с другом, а также блокирующему действию двойниковых границ при деформации скольжением. Изучено влияние старения после холодной пластической деформации на предел текучести в-сплавов титана, деформирующихся двойникованием по системе {332}<113>.
Р-сплавы титана деформируются скольжением и двойникованием. Механизм деформации сплавов определяется стабильностью Р-фазы. Основными свойствами р-сплавов переходного класса являются низкий предел текучести, большой коэффициент деформационного упрочнения и высокая пластичность.
Каркас двойников {332}<113> образуется уже на начальных стадиях нагружения, и последующая деформация осуществляется вторичным двойникова-нием его пластин. Сложный характер деформации сплавов после образования двойникового каркаса -вторичное двойникование его пластин и деформация ячеек каркаса скольжением - обусловливает высокий коэффициент деформационного упрочнения сплавов.
Морфология двойников, возникающих в метаста-бильных сплавах при различных способах деформации, одинакова. В зернах обычно наблюдаются 2-3 системы двойников, чаще пересекающих одно зерно. Структура деформирующихся по системе {332}<113> Р-сплавов отличается от других высокой плотностью двойников и легкостью их пересечения.
Исследование тонкой структуры деформированного многокомпонентного сплава Т - 5 % Мо - 6 % V -3 % Сг - 3 % А1 показало ее существенное отличие от классических сплавов. Для этого сплава характерно отсутствие поперечной полосчатости в двойниках, в ячейках каркаса выявляются тонкие пластинки а-фазы, первичные двойники вторично двойникованы по такой же системе. На их границах также часто образуется густая бахрома из испущенных границами дислокаций [1].
Основной особенностью двойникования по системе {332}<113> является то, что ни плоскость двойникова-ния, ни направление двойникующего сдвига не являются плотноупакованными, а двойникующая дислокация не может быть обычной частичной дислокацией.
В рамках дислокационной модели двойникования двойник формируется в результате последовательного
скольжения частичных дислокаций а/22<113> в парах соседних плоскостей {332}. Движение частичных дислокаций а/22<113> сопровождается симметричной перетасовкой атомов этих плоскостей навстречу друг другу в направлении ± а/22<332>. Эти тасовочные смещения принципиально отличаются от смещений атомов, производимых чистым сдвигом, поскольку, в отличие от последних, не накапливаются в процессе роста двойниковой пластины.
В основу модели пересечения двойников {332}<113> положен единственный факт - низкое критическое напряжение вторичного двойникования пластин первичных двойников. В рамках этой модели двойникующие дислокации а/22<113>м, достигая границы пересекаемого двойника, превращаются в двой-никующие дислокации а/22<113>д, приводящие к образованию вторичного двойника в пересекаемом первичном двойнике. Пересечение второй границы двойника происходит аналогично пересечению первой границы с обратным образованием двойникующих дислокаций а/22<113>м из двойникующих дислокаций а/22<113>д. Остающиеся на границах пересеченного двойника сидячие дислокации типа ± па/121<332> (п = 2, 3, ..., 7) компенсируют изменение разориенти-ровки в месте пересечения. Итогом является полное пересечение двойников и дальнейшее распространение двойникующего сдвига в матрице [2].
Старение - стандартный способ упрочнения р- и (а + Р)-сплавов титана. Причем, этим термином часто обозначается не только выделение частиц а-фазы в р-матрице, приводящее к дисперсионному твердению, но и распад, в результате которого а- и р-фазы в сплаве присутствуют в сравнимых количествах, а размер кристаллов а-фазы - величина того же порядка, что и окружающих их микрообъемов р-фазы. Такая обработка после закалки, и особенно после пластической деформации, представлялась перспективной и для метастабильных р-сплавов.
