Введение к работе
Разработка и внедрение новых технологических процессов изготовления деталей, а также совершенствование уже существующих с целью повышения качества изделий, производительности труда и снижения энергозатрат являются важнейшей задачей машиностроения.
Актуальность темы. В области авиастроения решение поставленной задачи приобретает важное значение при изготовлении деталей силового каркаса летательных аппаратов типа лонжеронов, рам, нервюр, шпангоутов и т.п. в большинстве случаев фрезерованием из термически упрочненных плит и профилей алюминиевых сплавов. Серьёзной проблемой, снижающей эффективность данного технологического процесса, является коробление обработанных деталей, обусловленное влиянием технологических остаточных напряжений. Это коробление выражается в двухосном изгибе, закручивании и изменении размеров деталей.
Традиционные методы формообразования и правки деталей типа балок комплексного поперечного сечения (КПС) – гибка на прессах и обработка дробью не всегда позволяют добиться требуемого результата, прежде всего, в связи с большими габаритными размерами и сложной формой деталей.
Технологические возможности процесса могут быть существенно расширены за счет применения методов локального пластического деформирования, одним из которых является раскатка роликами.
Вместе с тем недостаточно изученным на данный момент является процесс формообразования раскаткой роликами с точки зрения его управления. Поэтому актуальными и имеющими важное научное и практическое значение являются задачи:
1. Определение и выбор наиболее подходящих способов обработки деталей типа балок КПС, подвергаемых правке раскаткой роликами;
2. Разработка методики расчета технологических параметров процесса формообразования раскаткой роликами;
3. Создание специализированного переносного инструмента, позволяющего производить комплексную обработку тонкостенных деталей с конструктивными элементами типа карманов при правке раскаткой роликами.
Решение этих задач позволит повысить использование длинномерных тонкостенных деталей, обладающих небольшими размерами поперечных сечений и, следовательно, незначительной массой при весьма высокой удельной сопротивляемости к действию внешних нагрузок.
Цель работы. Повышение технико-экономической эффективности и расширение технологических возможностей процесса формообразования и правки маложестких деталей раскаткой роликами.
Научная новизна. Разработаны математическая модель расчета двухосного изгиба и закручивания при действии растягивающих усилий, приложенных к участкам поперечного сечения балки КПС, и методики расчета деформированного состояния и технологических параметров процесса раскатки роликами, что позволило реализовать способ формообразования (правки) деталей типа балок, заключающийся в последовательной раскатке ребер и полотна для получения (устранения) двухосного изгиба с обеспечением требуемого угла закручивания.
Практическая значимость. Разработаны технологические рекомендации, позволяющие определять режимы и условия обработки при правке маложестких деталей типа балок.
Создан, испытан и предложен для практического использования комплект переносного инструмента для правки деталей раскаткой роликами с целью устранения изгиба в двух плоскостях и закручивания при обработке конструктивных элементов деталей типа балок КПС.
Реализация работы. Разработанная технология формообразования и правки с использованием спроектированных и изготовленных средств оснащения внедрена в производство при изготовлении маложестких деталей силового каркаса летательных аппаратов на Иркутском авиационном заводе – филиале ОАО «Научно – производственная корпорация «Иркут».
Достоверность результатов подтверждена воспроизводимостью экспериментальных и производственных испытаний. Обоснованность выводов подтверждается опытом практической реализации результатов исследования в производстве.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены автором на Всероссийской научно – технической интернет - конференции с международным участием “Высокие технологии в машиностроении” (Самара, СамГТУ, 2009 г.), Всероссийском (с международным участием) научно – практическом семинаре “Высокоэффективные технологии проектирования, конструкторско–технологической подготовки и изготовления самолетов” (Иркутск, 2011 г.), международной молодежной научной конференции «ХХ Туполевские чтения», (Казань, 2012) и ежегодных научно – технических конференциях факультета технологии и компьютеризации машиностроения Иркутского государственного технического университета (Иркутск, 2009 – 2011 гг).
Публикации. Результаты работы отражены в шести публикациях. В журналах рекомендуемого ВАК РФ перечня опубликовано 3 статьи, общим объемом 2 п.л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка, включающего 81 наименование, и приложений, в которых представлены листинг программного модуля для автоматизированного расчета технологических параметров и акт внедрения технологии. Работа изложена на 172 страницах, содержит 103 рисунка и 20 таблиц.
