Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 46 требования к конструкциям, производимым на авиационных предприятиях, сводятся к обеспечению надежности, долговечности, безопасности и ресурса [1]. Одной из самых эффективных разработок в области авиастроения оказалось внедрение в производство вафельных конструкций обечайки (ВКО). Вафельная конструкция обечайки — это тонкостенная оболочка с продольными и поперечными ребрами, обеспечивающими оболочке повышенную жесткость [2]. Величина остаточных напряжений связана с технологическими условиями обработки тонкостенных конструкций, а их распространение в поверхностном слое во многом зависит от геометрии и материала обрабатываемого элемента [3-5]. В работе [6] представлена зависимость между технологическими условиями обработки и значениями остаточных напряжений. На основе анализа представленных данных можно сделать вывод, что целесообразно управление остаточными деформациями путем изменения режимов резания[7]. Управление режимами резания не усложняет подготовку технологического процесса изготовления. Одним из перспективных методов подготовки технологического процесса является использование «мягких» режимов резания[8]. Управление остаточными деформациями на этапе подготовки технологического процесса является перспективным направлением исследований, так как позволяет снизить время и себестоимость производственного процесса путем исключения процессов обработки остаточных напряжений после обработки[9, 10]. Среди существующих методов изучения остаточных напряжений выделяются теоретические, теоретико-экспериментальные и экспериментальные [11]. Все эти методы не учитывают ряд определенных факторов, одним из которых является сложность геометрии конструкции ВКО. Цель работы – исследовать зависимость изменения геометрических размеров (деформаций) от режимов резания при условии наличия остаточных напряжений. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: – проанализировать существующие методики расчёта и оценки напряжённо- деформированного состояния элемента ВКО после механической обработки; – разработать численную модель процесса обработки стенки вафельной конструкции обечайки фрезерованием, учитывающую свойства материала вафельной конструкции и режущего инструмента; – разработать методику моделирования остаточных напряжений в поверхностном слое ВКО; – произвести оценку возникающих деформаций стенок после их механической обработки с заданными технологическими условиями. Методика исследований Для проведения исследования зависимости остаточных напряжений и деформаций от технологических условий обработки детали путем компьютерного моделирования процесса резания необходимо определить аналитические зависимости между управляемыми и управляющими параметрами. Управляемым параметром является сила резания, а управляющим режимы резания, а именно значение величины подачи. Так как моделирование проводится в программном комплексе ANSYS, то необходимо учесть условия моделирования в данной среде. Параметром, с помощью которого задаются характер резания фрезой заготовки, является момент резания. Поэтому в условиях рассматриваемого эксперимента управляемым параметром становится момент резания. Необходимо определить зависимость между величиной силы резания и моментом резания при фрезеровании.