Вы здесь

Розробка технологічного процесу та інструменту швидкісного дорнування отворів авіаційних конструкцій із алюмінієвих сплавів

Автор: 
Воронько Віталій Володимирович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2008
Артикул:
0408U000514
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

Раздел 2
ЧИСЛЕННОЕ моделирование ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО процесса дорнования отверстий
авиационных конструкций
2.1. Общая постановка задачи
Технологический процесс скоростного дорнования отверстий авиационных
конструкций из алюминиевых сплавов должен обеспечивать регламентированные
техническими требованиями и условиями эксплуатации функциональные и
потребительские свойства ЛА.
Предметом исследований являются параметры технологического процесса скоростного
дорнования обеспечивающие качественные показатели отверстий (корсетность,
наплывы, шероховатость
Технологический процесс дорнования отверстий авиационных конструкций состоит из
следующих основных факторов:
– скорость дорнования;
– геометрические параметры дорна (в случае поискового эксперимента для
исключения этого фактора используется в качестве дорна – шарик);
– коэффициент трения (смазка);
– натяг.
Для исследования этих вопросов необходимо большое количество материальных и
финансовых затрат, но учитывая современное развитие компьютерной техники и их
программного обеспечения, исследование выше поставленные вопросов будет
проводиться с помощью программ на основе метода конечных элементов (МКЭ).
Для определения рациональных параметров ТП скоростного дорнования
осуществленного за счет кинетической энергии дорна предложена
экспериментально-расчетная метод в которую входят следующие этапы:
а) проведение поискового эксперимента (поисковый эксперимент проводится для
определения коэффициентов степенного закона упрочнения );
б) разработка адекватной КЭ модели;
в) определение рациональных параметров ТП.
Выполнение этих этапов позволить определить рациональные параметры ТП и дать
рекомендации для проектирования новых схем и конструкций пневмоимпульсных
устройств дорнования.
2.2. План проведения поискового эксперимента по дорнованию
отверстий и порядок проведения эксперимента
При планировании поискового эксперимента переменными факторами были выбраны:
1. Скорость дорнования:
– 20 м/с (скоростной);
– 0,0045 м/с (квазистатический (прессовый));
2. Величина натяга согласно данным УкрНИИАТа (рис. 1.10 и 1.11) выбираем
следующие величины натяга:
– 1,2 %;
– 1,7 %;
– 2,4 %;
3. Коэффициент трения :
– без смазки (0,15);
– со смазкой (0,07 – керосин [58]).
Уровни и интервалы варьирования факторов представлены в таблице 2.1, а матрица
поискового эксперимента представлена в таблице 2.2.
Для определения числа опытов воспользуемся формулой
, (2.1)
где – число уровней каждого фактора;
– число факторов
– число параллельных опытов (принимают 2-3 [66]).
Необходимое количество опытов:
,
где – число параллельных опытов.
Таблица 2.1
Уровни и интервалы варьирования факторов
Факторы
Кодовое обозначение факторов
Интервалы варьиро-вания
Уровни факторов
верхний
+1
основной
нижний
-1
Скорость
дорнования, м/с
20
0,0045
Величина натяга , мм
0,25
0,415
0,315
0,165
Коэффициент трения
0,15
0,07
Таблица 2.2
Матрица поискового эксперимента 22.3.

+
-
-
0
+
-
0
-
+
0
-
-
Для проведения эксперимента использовали:
1) пресс клепальный ПНП-5,5;
2) пневмоимпульсный молоток мод. МПИ-90М.
Дорнование осуществляли шариком Ш10,01 мм.
Для проведения замеров использовали:
1) нутромер с измерительной вставкой TGL 7483-1 (класс точности 2 мкм);
2) микрометр МК 0-25 мм ГОСТ 6507-60 (класс точности 0,01 мм).
Образование отверстий проводили в три перехода :
1) сверление сверлом Ш 8 мм;
2) рассверливание сверлом Ш9,4 мм.
3) развертывание спиральными развертками Ш9,6Н7 мм, Ш9,7Н7 мм и Ш9,85Н7 мм.
Порядок проведения эксперимента был выбран следующий:
1) в образцах выполняли отверстия в соответствии с отраслевыми методиками [60,
78];
2) с помощью нутромера замеряли диаметр отверстия на трех уровнях в трех
плоскостях (рис. 2.1, 2.2) значения осредняли которых по каждому из трех
уровнях;
Рисунок 2.1 – Уровни и плоскости замеров отверстия
Рис. 2.2. Схема замера диаметра отверстия
3) выполняли дорнование отверстий на прессе ПНП-5,5 (рис. 2.3) или
пневмоимпульсным молотком (рис. 2.4, согласно таблице 2.3).
4) после дорнования вновь замеряли диаметр отверстия на тех же уровнях в трех
плоскостях. Дополнительно с помощью специального приспособления на базе
индикатора часового типа определяли параметры наплыва по кромке отверстий на
удалении 0–3 мм от края отверстия с шагом 0,2 мм (рис. 2.5).
Рис. 2.3. Дорнование на прессе ПНП-5,5
Таблица 2.3
Последовательность выполнения эксперимента
№ отв.
№ опыта
Варьируемые параметры
№ отв.
№ опыта
Варьируемые параметры
способ дорнования
натяг
наличие
смазки
способ дорнования
натяг
наличие
смазки
23
19
+
20
+
21
20
14
22
30
36
23
31
32
24
11
25
25
24
21
26
16
15
27
12
10
28
18
11
34
29
27
12
35
30
13
22
31
14
32
26
15
33
33
28
16
29
34
10
17
35
17
18
13
36
19
Рис 2.4. Дорнование пневмоимпульсным клепальным молотком
Рис. 2.5. Приспособление для замеров профиля наплыва
2.3. Результаты эксперимента и их обработка при равномерном
дублировании опытов
Для про