Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

Innovative Technologies in Machine Building I International Scientific and Practical Conference « Actual Problems in Machine Building » ________________________________________________________________ 140 Тепловыми явлениями при резании необходимо управлять так, чтобы выделяющееся тепло облегчало процесс деформации и, вместе с тем, не снижало стойкость инструмента и точность обработки. В качестве объекта исследования выбран корпус цилиндра двухтактного двигателя, так как эта деталь является сложной по конструкции и имеет разную толщину стенок. Базовое отверстие этой детали определят ресурс корпуса, поэтому была поставлена задача провести исследования по влиянию тепловых деформаций на точность заготовки. Обработка базового отверстия детали двухтактного двигателя, является самым важным этапом в технологии изготовления данного цилиндра, так как в ее процессе формируются необходимые показатели качества поверхности. Ввиду тонкостенности заготовки и сложного профиля в продольном сечения детали, аналитические методы в данном случае неприемлемы, поэтому необходимо применять численные методы. В настоящее время разработано достаточно много универсальных численных методов, которые применяются для решения дифференциальных уравнений в частных производных. Наиболее приемлемым для решения задачи определения теплового и напряженно-деформированного состояния цилиндра является метод конечных элементов (МКЭ). Основная идея МКЭ состоит в том, что любую непрерывную величину, такую, как температура, можно аппроксимировать дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей (конечных элементов). Кусочно-непрерывные функции определяются с помощью значений непрерывной величины в конечном числе точек (узлов) рассматриваемой области [2]. Таким образом, на первом этапе исследования температурных полей в процессе обработки цилиндра рассматривалось распределение температуры на инструмента. Результаты исследования представлены в виде графика рисунок 1. Из данного графика видно, что при обработке цилиндра из алюминиевого сплава АЛ-2 , максимальная температура на передней поверхности инструмента составляет 945 С°. а) б) Рис. 1. Моделирование тепловых потоков в ANSIS: а) тепловые потоки в среде заготовка инструмент. б) график распределение температуры пор передней поверхности инструмента