НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o065.pdf (818.43Кб)

УДК 621.941.1

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана ЗЭМ РКК «Энергия»

Современные и перспективные изделия ракетно-космической техники (РКТ) характе-ризуются принципиально новыми конструктивными решениями, среди которых такие как применение высокопрочных алюминиевых сплавов для крупногабаритных корпусных деталей с вафельной конструкцией обечайки (ВКО). С целью определения оптимальной стратегии обработки кармана ВКО проведен анализ стратегий врезания и обработки в САПР «ADEM». На основании проведенной оптимизации в качестве стратегии обработки кармана принята комбинация «спираль» и врезание «спиральное по контуру».
Для оптимизации режимов резания с учетом исключения деформаций элементов ВКО рассчитаны силы, температуры, скорость изнашивания, величина износа и стойкость твердосплавной фрезы при фрезеровании кармана как типового элемента ВКО. В основе расчета использована методика, отличительной особенностью которой является учет сил и давлений от торцевой кромки зуба фрезы. В частности, установлена функциональная связь скорости изнашивания задней поверхности инструмента с обобщенным параметром - отношением скорости резания к твердости изнашиваемой инструментальной поверхности как функции температуры резания для условий фрезерования алюминиевых сплавов на современном оборудовании с ЧПУ.
Последовательность формул реализована в виде расчетного алгоритма и соответст-вующей расчетной программы. Получены степенные и полиномиальные уравнения, уста-навливающие связь стойкости инструмента и крутящего момента резания с переменными параметрами - скоростью, глубиной, подачей, диаметром фрезы и шириной.
По результатам моделирования и оптимизации показано, что для черновой обработки пазов технологическим ограничением является мощность шпинделя станка. При чистовой обработке и врезании подача инструмента должна быть ограничена для предотвращения деформации дна кармана.
При обработке карманов в крупногабаритных деталях с ВКО при назначении подачи следует учитывать инерционность линейных приводов оборудования.
Оптимальные режимы фрезерования рекомендованы для реализации в технологиче-ских процессах обработки деталей РКТ из высокопрочных алюминиевых сплавов.

1. Юрцев Е.С. Высокоскоростная обработка «вафельных» обечаек из алюминиевых сплавов // Технология машиностроения. 2012. № 9. С. 5-8.
2. Machining of Complex Sculptured Surfaces / ed. by J. Paulo Davim. Springer-Verlag London Limited, 2012. 255 p. DOI: 10.1007/978-1-4471-2356-9
3. Soichi Ibaraki, Takuya Shimizu. A long-term control scheme of cutting forces to regulate tool life in end milling processes // Precision Engineering. 2010. Vol. 34, no. 4. P. 675–682. DOI: 10.1016/j.precisioneng.2010.05.001
4. Faassen R.P.H., vandeWouw N., Oosterling J.A.J., Nijmeijer H. Predictionofregenerative chatter by modelling and analysis of high-speed milling // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2003. Vol. 43, no. 14. P. 1437–1446. DOI: 10.1016/S0890-6955(03)00171-8
5. Bravo U, Altuzarra O., Lo´pez de Lacalle L.N., Sa´nchez J.A., Campa F.J. Stability limits of milling considering the flexibility of the workpiece and the machine // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2005. Vol. 45, no. 15. P. 1669–1680.DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2005.03.004
6. Грубый С.В. Физические закономерности процесса изнашивания твердосплавных и алмазных инструментов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 123 с.
7. Грубый С.В. Оптимизация процесса механической обработки и управление режимными параметрами. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 149 с.
8. Грубый С. В., Зайцев А.М. Исследование концевых фрез при фрезеровании корпусных деталей из алюминиевых сплавов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 12. С. 31-54. DOI: 10.7463/1213.0634375
9. Грубый С. В., Зайцев А.М. Обоснование условий фрезерования карманов в корпусных деталях из алюминиевых сплавов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 5. С. 12-30. DOI: 10.7463/0514.0709770
10. Гузеев В.И., Батуев В.А., Сурков И.В. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением: Справочник / под ред. В.И. Гузеева. М.: Машиностроение, 2005. 368 с.