Алгоритм расчета мягких режимов фрезерной обработки тонкостенных деталей

Авторы: Зарецкая В.Д.
Опубликовано в выпуске: #7(60)/2021
DOI: 10.18698/2541-8009-2021-7-715
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов
Ключевые слова: тонкостенные детали, фрезерование, мягкие режимы резания, точность обработки, вафельные конструкции, деформация, оптимизационный поиск, производство деталей в авиации
Опубликовано: 29.07.2021

Рассмотрена проблема обработки тонкостенных деталей. Ребра таких деталей испытывают значительные деформации при механической обработке, что усложняет соблюдение заданного квалитета точности. Подбор правильного режима резания позволит снизить прогиб детали так, что размеры готового изделия не выйдут за пределы поля допуска. Расчет параметров режима резания может быть весьма трудоемким, а значит, необходимо предусмотреть его автоматизацию. Цель исследования — разработать алгоритм автоматизации расчетов режимов резания тонкостенных деталей, при котором размеры готового изделия будут входить в пределы поля допуска заданного квалитета точности. Методы исследования включают анализ существующих методов решения проблемы, анализ деформаций детали при обработке фрезерованием, поиск решений по интеграции различных программ для автоматизации расчетов. Проведено моделирование детали в программном комплексе ANSYS при обработке на стандартных режимах резания и на смягченных режимах, полученных при применении алгоритма. Результаты показывают существенное улучшение параметров готового изделия.

Литература

[1] Грубый С.В., Зайцев А.М. Оптимизация режимных параметров фрезерования карманов в корпусных деталях из алюминиевых сплавов. Наука и образование. Научное издание, 2015, № 7. URL: http://engineering-science.ru/doc/780928.html

[2] Maslov A.R., Tivirev E.G. Study of machineability of high strength aluminum alloy in end-milling processes. AIP Conf. Proc., 2021, vol. 2318, no. 1, art. 150036. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0036076

[3] Еремейкин П.А., Жаргалова А.Д., Гаврюшин С.С. Проблема технологических деформаций при фрезерной обработке тонкостенных заготовок. Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты), 2019, т. 21, № 3, с. 17–27. DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2019-21.3-17-27

[4] Гаврюшин С.C., Жаргалова А.Д., Лазаренко Г.П. и др. Метод определения условий механической обработки тонкостенных деталей. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2015, № 11, с. 53–60. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2015-11-53-61

[5] Жаргалова А.Д., Гаврюшин С.C., Лазаренко Г.П. и др. О «мягких» режимах резания для обработки тонкостенных деталей. Науковедение, 2016, т. 8, № 6. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/117TVN616.pdf

[6] Честнов А.Л. Технология изготовления измерительных инструментов и приборов. М., Машгиз, 1952.

[7] Итоги науки и техники: Серия "Резание металлов, станки и инструменты". Гос. ком. Совета Министров СССР по науке и технике. Т. 3. М., АН СССР. ВИНИТИ, 1975.

[8] Руководство по металлообработке: точение, фрезерование, сверление. Sandvik Coromant, 2010.

[9] Еремейкин П.А., Жаргалова А.Д., Лазаренко Г.П. Интегрированная система поддержки принятия решения о выборе режимов механической обработки тонкостенных деталей. Свид-во о гос. рег. прогр. для ЭВМ 2016663071. Зарег. 09.09.2016, опубл. 28.11.2016.

[10] Богданова Л.М., Васильева Л.В., Гузенко Д.Е. и др. Программный комплекс решения задачи многокритериальной оптимизации со стохастическими ограничениями. Кибернетика и системный анализ, 2018, т. 54, № 6, с. 181–188.

[11] Путинцева А.В. Оптимизация элементов конструкции с помощью генетического алгоритма в существующих программных продуктах. Строительство. Материаловедение. Машиностроение, 2016, № 94, с. 137–142.

[12] Perng YY., Will J. Optimization in ANSYS Workbench. ANSYS, Inc., 2011.