Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 31 ТЕХНОЛОГИЯ Введение В современном самолетостроении предъявляют- ся повышенные требования к точности деталей, име- ющих в качестве одного из элемента поверхность, связанную с теоретическим контуром [4], поэтому при производстве деталей самолетов имеется ряд особенностей. Одной из таких особенностей являет- ся то, что чистовое фрезерование производится по- сле термообработки [1, 5, 7,9 ], однако такая обработ- ка может привести к дополнительным деформациям детали [9], не обладающей достаточной жесткостью из-за нарушения равновесия в детали после удале- ния припуска. В литературе, посвященной обработ- ке металлов резанием, при расчете припуска после термической обработки учитываются [6, 8]: глуби- на дефектов поверхности; толщина поврежденного поверхностного слоя и геометрические отклонения от заданной поверхности. Вопрос технологической наследственности [9], когда происходит перенос свойств (в том числе внутренних напряжений) от _______________ * Работа выполнена при поддержке интеграционного проекта Министерства образования и науки РФ № 7.822.2011. УДК 536.24:517.9 ВЛИЯНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПРИПУСКА НА ОСТАТОЧНЫЕ ЗАКАЛОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ САМОЛЕТА* А.С. БАЧУРИН, аспирант К.Н. БОБИН, канд. техн. наук, доцент К.А. МАТВЕЕВ, доктор техн. наук, профессор Н.А. РЫНГАЧ, канд. техн. наук, доцент Н.В. КУРЛАЕВ, доктор техн. наук, профессор ( НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 4 июля 2013 года Рецензирование 26 августа 2013 года Принята к печати 5 сентября 2013 года Бачурин А.С. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: bachurin.a.s@yandex.ru Исследуется влияние величины припуска, оставляемого на окончательную обработку детали, на остаточные за- калочные напряжения. Моделирование производилось как связанная задача нестационарного теплообмена заготовки с закалочной средой и нахождение тепловых напряжений в заготовке. В модели учитывалась зависимость коэффициента теплообмена и характеристик материала от локальной температуры заготовки. В результате расчетов установлено, что максимальные напряжения, возникающие в заготовке при термической обработке, практически не зависят от величины припуска, однако величина припуска влияет на распределение напряжений внутри заготовки. Также в ходе расчетов вы- явлены места концентрации максимальных растягивающих напряжений и определена оптимальная величина припуска на чистовую обработку. Ключевые слова: численное моделирование, закалочные напряжения, припуск. предшествующих операций к последующим, не учи- тывается. Такой подход применим при производстве жестких деталей невысокой точности, однако при производстве высокоточных деталей возможно по- явление нежелательных деформаций после механи- ческой обработки. В настоящей работе проводится исследование влияния величины припуска на остаточные закалоч- ные напряжения заготовки и поиск оптимальных величин припуска для окончательной механической обработки. Моделирование влияния припуска на остаточные напряжения В качестве объекта моделирования выбрано ха- рактерное сечение переплета фонаря кабины средне- магистрального пассажирского самолета (рис. 1). Расчет напряжений проводился в двухмерной постановке в программе Ansys 14. В качестве рас-