Эффективность использования новых видов технологической оснастки при изготовлении нежестких плоскостных алюминиевых деталей

Цель – установить эффективность применения современной системы нулевого базирования SCHUNK VERO-S Aviation при изготовлении нежестких деталей из алюминия в сравнении с существующей технологией их мелкосерийного производства на отечественных самолетостроительных предприятиях. Исследования проводились в условиях механических цехов, осуществляющих изготовление нежестких деталей летательных аппаратов. При этом оценивались временные и экономические затраты на их изготовление при изменении элементов режима резания и величин снимаемых припусков. Предлагаемый директивный технологический процесс был реализован российской инжиниринговой компанией «ХАЛТЕК» на одном из авиационных предприятий Российской Федерации. Длительность технологического процесса составила в общей сложности 14 ч (по существующей в действующем производстве технологии – 300 ч). Установлено, что сокращение длительности процесса удалось достичь за счет исключения двух операций термостабилизации, сокращения машинного и подготовительно-заключительного времени в 2 раза. Показано, что сокращение машинного времени произошло благодаря увеличению элементов режима резания при изготовлении нежесткой алюминиевой детали с использованием данной оснастки, а также за счет изменения стратегии обработки. Показано, что применение технологической оснастки SCHUNK VERO-S Aviation в совокупности с определенной стратегией механической обработки тонкостенной нежесткой заготовки позволяет практически полностью компенсировать деформации, вызванные остаточными напряжениями первого рода. Новая современная технология с использованием оснастки SCHUNK VERO-S Aviation доказывает свою эффективность при мелкосерийном и серийном изготовлении качественных нежестких тонкостенных деталей, соответствующих требованиям конструкторской документации, без короблений, многочисленных операций правки, термои временной (пролеживания) стабилизации.

1. Васильевых С.Л., Саитов В.Е. Особенности обработки нежестких валов // Современные наукоемкие технологии. 2012. № 11. С. 67–68.

2. Uchiyama R., Inoue Y., Uchiyama F., Matsumura T. Optimization in Milling of Polymer Materials for High Quality Surfaces // International Journal of Automation Technology. 2021. Vol. 15. Iss. 4. P. 512–520. https://doi.org/10.20965/ijat.2021.p0512.

3. Вишняков Я.Д., Пискарев В.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1989. 254 с.

4. Киселев Е.С., Благовский О.В. Управление формированием остаточных напряжений при изготовлении ответственных деталей. СПб: Лань, 2020, 160 с.

5. Kim Y.S., Wang E. Recognition of machining features for cast then machined parts // Computer-Aided Design. 2002. Vol. 34. Iss. 1. Р. 71–87. https://doi.org/10.1016/S0010-4485(01)00058-6.

6. Киселев Е.С., Назаров М.В. Особенности технологии изготовления нежестких корпусных деталей: монография. М.: Русайнс, 2022. 236 с.

7. Khramov A., Semdyankin I., Kiselev E. Application of the modern stationary workholding systems for increase capacity and quality of non-rigid aircraft parts // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment: MATEC Web Conference. 2021. Vol. 346. Р. 03076. https://doi.org/10.1051/matecconf/202134603076.

8. Балашов А.В., Жидецкая А.С., Потапов И.С., Светлова Т.Г. Технологическое обеспечение точности фрезерования нежестких деталей // Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. 2015. № 2. С. 18–22.

9. Подпоркин В.Г. Обработка нежестких деталей. М.: Машгиз,1959. 210 с.

10. Добротворский С.С., Гасанов М.И., Басова Е.В. Опыт создания современных технологий изготовления нежестких деталей с применением передовых CAD/CAM/CAE систем // Вестник Национального технического университета «ХПИ»: сб. науч. тр. темат. вып. Харьков: НТУ «ХПИ», 2015. № 4. С. 37–40.

11. Kang Tzong-Shyan, Nnaji Bartholomew O. Feature representation and classification for automatic process planning systems // Journal of Manufacturing Systems. 1993. Vol. 12. Iss. 2. Р. 133–145. https://doi.org/10.1016/02786125(93)90013-J.

12. Kailash S.B., Zhang Y.F., Fuh J.Y. A volume decomposition approach to machining feature extraction of casting and forging components // Computer-Aided Design. 2001. Vol. 33. Iss. 8. Р. 605–617.

13. Насад Т.Г., Насад И.П., Шеров К.Т. Обоснование формирования качества поверхности деталей в результате термического воздействия // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2021. № 1. С. 73–78.

14. Насад Т.Г., Шеров К.Т., Насад И.П. Теплофизические аспекты гибридных технологий // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2020. № 1. С. 47–52.

15. Sherov K., Kuanov I., Imanbaev Y., Mussaye M., Karsakova N., Mardonov B., et al. The investigation and improvement of the hardness of the clad surface by thermal friction milling methods // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. 2022. Vol. 11. Iss. 10. P. 784–792. https://doi.org/10.18178/ijmerr.11.10.784-792.

16. Mussayev M., Sherov K., Buzauova T., Ainabekova S., Taskarina A., Sherov A., Gabdyssalik R. Chip formation during thermal friction turn-milling // Journal of Applied Engineering Science. 2021. Vol. 19. Iss. 1. Р. 142–147. https://doi.org/10.5937/jaes0-27510.

17. Donenbayev B., Sherov K., Mussayev M., Ainabekova S., Mazdubay A., Taskarina A., Tussupova S., Sherov A., Gabdyssalyk R. Investigation of the method of processing holes with a rotary cup cutter with surfacing // Journal of Applied Engineering Science. 2021. Vol. 19. Iss. 4. Р. 862–867. https://doi.org/10.5937/jaes0-27504.

18. Татанов П.В., Янюшкин А.Р., Шеров К.Т., Янюшкин А.С. Использование вторичного ресурса твердосплавных сменных многогранных пластин в металлообработке // Наука и техника Казахстана. 2021. № 1. С. 85 –96. https://doi.org/10.48081/QEYA2314.

19. Носов Н.В., Лавро В.Н., Балакиров С.Н. Технологии восстановления ресурса многогранных неперетачиваемых пластин // Известия Самарского научного центра РАН. 2020. Т. 22. № 3. С. 82–86. https://doi.org/10.37313/1990-53782020-22-3-82-86.

20. Шеров К.Т., Айнабекова С.С., Тусупова С.О., Сагитов А.А., Иманбаев Е.Б. Исследование термофрикционной отрезки с импульсным охлаждением методом конечных элементов // Вестник машиностроения. 2020. № 8. С. 75–78. https://doi.org/10.36652/0042-4633-20-20-8-75-78.

21. Седов Д.И., Насад Т.Г. Экспериментальные исследования процесса высокоскоростной обработки с низкотемпературным охлаждением // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. Т. 2. № 2. С. 129–134.

22. Komura N., Matsumoto K., Igari S., Ogawa T., Fujita S., Nakamoto K. Computer aided process planning for rough machining based on machine learning with certainty evaluation of inferred results // International Journal of Automation Technology. 2023. Vol. 17. Iss. 2. P. 120–127. https://doi.org/10.20965/ijat.2023.p0120.

23. Черепанов А.А., Балашов А.В., Светлова Т.Г. Совершенствование элементов технологической оснастки для обработки нежестких деталей // Ползуновский альманах. 2012. № 1. С. 223–227.