Методика расчета технологических параметров превентивного деформирования упрочняемых деталей типа «стенка»

Резюме: Цель – установить влияние превентивного деформирования на точность авиационных деталей, изготовленных из термически упрочненного алюминиевого сплава 1933Т2, после дробеударного упрочнения. Опре[1]деление влияния превентивного предыскажения детали осуществляется на результатах обработки конструктивно-подобных образцов деталей типа «стенка» с различной технологической последовательностью. Первый образец имеет стандартную последовательность изготовления: фрезерование – дробеметное упрочнение – дробеструйная правка. Второй образец обрабатывается по следующей схеме: фрезерование – превентивное деформирование – упрочнение – дробеструйная правка. Деформация образцов определяется в контрольных точках отклонением от плоскостности на основе стрел прогибов. Превентивное деформирование выполняется на ребрах второго образца раскатным устройством. Расчет технологических параметров обработки раскатным устройством основан на принципе суперпозиции отдельных операций, таких как раскатка роликами, дробеструйное упрочнение. Определение параметров превентивного деформирования второго образца основывается на результатах обработки первого образца. Установлено, что отклонение обоих образцов от плоскостности после фрезерования составляет до 2,5 мм. Максимальное отклонение конструктивно-подобного образца № 1 (без превентивного де[1]формирования) после дробеструйной обработки составляет 2,6 мм при наличии высокой степени насыщения поверхности. Максимальное отклонение конструктивно-подобного образца № 2 (с превентивным деформирова[1]нием) после дробеструйной обработки не превышает 0,4 мм, что соответствует допустимому отклонению детали такой конструкции. Таким образом, способ обработки с внесения в деталь деформации с учетом имеющихся отклонений после фрезерования позволяет достаточно точно минимизировать последующие после дробеупрочнения отклонения от требуемой формы. Анализ результатов проведенных работ подтвердил, что превентивное деформирование детали уменьшает искажения поводок после дробеупрочнения. Следовательно, целесообразно использовать последовательность обработки: превентивное деформирование → упрочнение дробеметным методом → правка-доводка дробеструйным методом. 

1. Макарук А.А., Минаев Н.В. Технология формообразования и правки маложестких деталей методами местного пластического деформирования // Материалы Всерос. науч.-практ. семинара с междунар. участием. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. С. 117–121.

2. Макарук А.А., Минаев Н.В. Технология формообразования и правки маложестких деталей раскаткой роликами // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 6. С. 404–408.

3. Pashkov A.Ye., Makaruk A.A., Minaev N.V. Automation methods for forming and rectifying stiffened parts with rolling machines // International Journal of Engineering and Technology. 2016. Vol. 7. No. 6. Р. 2030–2037.

4. Пашков А.А. Автоматизация процесса дробеударного формообразования крупногабаритных панелей на установках контактного типа // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2015. № 4. С. 34–39.

5. Пашков А.Е., Дияк А.Ю. Внутренние силовые факторы процесса дробеметной обработки листовых деталей // Современный университет: образование, наука, культура: сб. матер. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод. ученых (г. Иркутск, 15 июня 2015 г.). Иркутск, 2005. С. 171–177.

6. Пашков А.Е., Викулова С.В., Вяткин А.С., Макарук А. А. К вопросу обеспечения точности определения интенсивности поверхностного упрочнения // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2010. № 1. С. 102–107.

7. Беляков В.И., Мовшович А.Я., Кочергин Ю.А. Изго товление листовых деталей методом раскатки // Системи обробки інформації. 2010. Вип. 9. С. 12–14.

8. Tu Fubin, Delbergue D., Miao Hongyan, Klotz T., Brochu M., Bocher P, et al. A sequential DEM-FEM coupling method for shot peening simulation // Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 319. P. 200–212. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.03.035

9. Murugaratnam K., Utili S., Petrinic N. A combined DEM–FEM numerical method for Shot Peening parameter optimization // Advances in Engineering Software. 2015. Vol. 79. P. 13–26. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2014.09.001

10. Miao H.Y., Larose S., Perron C., Evesque M. On the potential applications of a 3D random finite element model for the simulation of shot peening // Advances in Engi neering Software. 2009. Vol. 40. No. 10. P. 1023–1038. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2009.03.013

11. Chen Zhuo, Yang Fan, Meguid S.A. Realistic finite element simulations of arc-height development in shot peened Almen strips // Journal of Engineering Materials and Technology. 2014. Vol. 136. No. 4. https://doi.org/10.1115/1.4028006

12. Koltsov V.P., Vinh Le Tri, Starodubtseva D.A. Deter mination of the allowance for grinding with flap wheels after shot peen forming // Materials Science and Engineer ing: IOP Conference Series. 2019. Vol. 632. https://doi.org/10.1088/1757-899X/632/1/012096

13. Starodubtseva D.A., Koltsov V.P., Vinh Le Tri. Grinding of aluminum alloy panels after shot peen forming on contact type installations // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2019. Vol. 632. https://doi.org/10.1088/1757-899X/632/1/012109

14. Starodubtseva D.A., Vinh Le Tri, Koltsov V.P. For mation of the surface roughness during grinding with flap wheels after shot peening // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment: MATEC Web Conference. 2018. Vol. 224. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822401070

15. Koltsov V.P., Vinh Le Tri, Starodubtseva D.A. Surface roughness formation during shot peen forming // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2018. Vol. 327. Iss. 4. https://doi.org/10.1088/1757-899X/327/4/042125

16. Дияк А.Ю. Определение степени покрытия автоматизированным методом // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 12. С. 19–25.

17. Охрименко Я.М. Основы технологии горячей штамповки. М.: Машгиз, 1975. 285 с.

18. Беляков В.И. Штамповка на специальном оборудовании. М.: Машгиз, 1983. 79 с.

19. Мовшович А.Я., Буденный М.М., Кочергин Ю.А. Некоторые аспекты унификации обратимой оснастки для металлорежущего оборудования // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2010. № 1. С. 66–70.

20. Фролов Е.А., Кравченко С.И., Носенко О.Г. Основные тенденции развития высоких технологий в машиностроении // Отраслевое машиностроение, строительство: сб. науч. тр. Вып. 2. Полтава: Изд-во Полтав. нац. техн. ун-та, 2014. С. 3–9.