Разработка на основе метода конечных элементов модели и способа управления траекторией рабочего движения инструмента при фрезеровании сложнопрофильных деталей (на примере лопаток компрессора газотурбинного двигателя) - Автореферат

Разработка на основе метода конечных элементов модели и способа управления траекторией рабочего движения инструмента при фрезеровании сложнопрофильных деталей (на примере лопаток компрессора газотурбинного двигателя)Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования - Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Безъязычный Вячеслав Феоктистович Защита диссертации состоится «29» октября 2008 г. В 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 в ГОУ ВПО Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева.Во-первых, при фрезеровании постоянно изменяются силы резания, что приводит к вибрациям, деформациям и перемещениям участков заготовки. Применение существующих аналитических зависимостей к сложному пространственному телу для расчета сил резания, напряжений и деформаций обрабатываемой заготовки связано с грубой схематизацией процесса фрезерования. Разработать математическую модель процесса фрезерования на основе метода конечных элементов, учитывающую изменение жесткости детали в процессе обработки, съем припуска, расчет сил резания и деформации в обрабатываемой заготовке. На основе конечно-элементной модели фрезерования и свойств обрабатываемого материала спрогнозировать силы резания, напряжения и деформации в обрабатываемой заготовке при фрезеровании. Исследовать влияние углов наклона и атаки оси вращения концевой цилиндрической фрезы на процесс фрезерной обработки в части сил резания и деформаций обрабатываемой заготовки и выработать рекомендации по их назначению при разработке управляющих программ для станков с ЧПУ.На основании анализа фрезерной многоосевой обработки выделены погрешности, оказывающие существенное влияние на величину деформаций и перемещений обрабатываемой поверхности маложесткой заготовки, а соответственно и на геометрическую точность: погрешность, обусловленная деформацией заготовки от силы резания, погрешность от силы закрепления, погрешность изза вибраций, возникающих в процессе фрезерной обработки. В первой главе также представлены данные по достоверности конечно-элементной модели резания, рассмотрены преимущества и недостатки метода конечных элементов, приведена концепция компьютерной программы на основе метода конечных элементов для обработки деталей ГТД типа «лопатка» и ее место в технологической подготовке производства. Обычно траектория движения инструмента формируется в САПР УП по трехмерной «идеальной» модели - перемещения и деформации в процессе обработки по данной программе не могут быть учтены, поэтому возможно удаление материала обрабатываемой заготовки сверх припуска либо наоборот «недорез». Для того чтобы применить МКЭ к описанию процессов резания следует установить ряд ограничений: - в процессе фрезерования износ инструмента отсутствует, так как при фрезеровании маложестких заготовок ГТД в производстве исходят из принципа один инструмент - одна деталь; Целями данных экспериментов были: во-первых, сопоставить значения сил резания, деформаций и напряжений, полученных в результате расчета с экспериментальными данными, во-вторых, подтвердить влияние углов наклона и атаки на величину проекций силы резания и соответственно на величину перемещений участков лопатки компрессора ГТД, в-третьих, проверить возможности компенсации отклонений размеров за счет изменения траектории движения инструмента.

Основное содержание работы