А.А. Раздайбедин,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
Разработка новых технологических процессов пластического формообразования, оснастки и оборудования при промышленном освоении определенной номенклатуры деталей является трудоемкой задачей. Большое количество исходной информации, многообразие методик расчета технологических параметров и вариантов разработки технических средств, сложная динамика перемещения формующей оснастки - все это требует создания объемной базы данных и возможностей автоматизированного выбора оптимальных проектных решений.
В качестве информационного объекта базы данных рассматривается процесс ротационно-радиального формообразования кольцевых деталей из листовых металлов. Выбор объекта обусловлен несколькими причинами.
1. Кольцевые профильные детали из листовых титановых сплавов и жаропрочных сталей широко применяются в корпусных узлах летательных аппаратов и их двигателей, а также в машиностроении. Эти детали представляют собой: кольца жесткости, кожухи, бандажи, переходники, уплотнители, шпангоуты.
2. Процесс ротационного профилирования и калибровки (РПК) кольцевых деталей является прогрессивным и позволяет совмещать операции профилирования поперечного сечения, правку-калибровку по диаметру и общий электроконтактный нагрев кольцевых заготовок на одном оборудовании за один установ заготовки. Процесс позволяет сократить трудоемкость формообразующих операций в 2 - 2,5 раза и снизить расходы материала на заготовки в 1,5-2 раза.
3. Процесс РПК характеризуется большим количеством исходной информации, разнообразием методик расчета технологических параметров, кинематических схем и типов приводов при проектировании специализированного оборудования.
4. Высокая трудоемкость выбора оптимальных проектных решений, соответствующих техническому заданию и критериям эффективности процесса, требует создания условий автоматизированного проектирования технологии и технических средств в диалоговом режиме с помощью компьютера.
5. Выбранный информационный объект может быть представлен, понятными для разработчика структурой и логическими связями между всеми описательными реквизитами.
6. Накоплен большой объем статистических данных и опыт вне-машинного проектирования рассматриваемого процесса, что облегчает решение задачи проектирования управляемой базы данных.
7. Для широкого диапазона типоразмеров кольцевых деталей разработаны методики расчета и проектирования [1-3] технологических параметров и средств РПК.
Основные технологические параметры рассматриваемого процесса следующие:
- геометрические размеры заготовок и формующей оснастки:
- количество раздающих и попереходно-профилирующих роликов;
- силовые характеристики;
- радиус синхронной раздачи калибрующих роликов;
- скорость радиального перемещения формующих роликов;
- скорость вращения заготовки;
- время цикла профилирования и правки заготовок.
При разработке методик расчета параметров и проектировании оборудования принимались следующие гипотезы, допущения и положения, которые необходимо учитывать для выбора оптимальных проектных решений:
- справедлива гипотеза плоских и нормальных сечений к оси изгиба;
- принимается степенной закон упрочнения материала;
- действие сил инерции не учитывается вследствие постоянства скорости вращения заготовки и малых постоянных скоростей радиального перемещения роликов;
- скорость вращения заготовки не должна превышать определенной величины, при которой происходит запаздывание развития пластической деформации при переходе фиксированного сечения заготовки с ролика на ролик;
- скорость вращения заготовки при электроконтактном нагреве должна быть оптимальной, чтобы не допустить сваривания и прожогов материала заготовки;
- тангенциальная деформация, соответствующая пределу упругости, является достаточной для правки заготовки по диаметру;
- необходимо учитывать изменение положения нейтрального слоя, центра тяжести и границ раздела упругой и пластической деформации по высоте сечений заготовки;
- необходимо учитывать изменение предела текучести материала заготовки при циклическом нагружении в процессе правки;
- распределение материала заготовки в зоны растяжения и сжатия должно быть дозированным по критерию допустимого утонения стенок профиля;
- цикл формообразования должен быть минимальным при условии достижения заданной точности размеров детали;
- технологические припуски на заготовки должны быть минимальны;
- деталь изготавливается за один установ заготовки.
Для автоматизации проектирования выбрана доступная система управления базами данных Microsoft Access. Последовательно решены следующие задачи:
1. Разработана информационно-логическая модель (структура) базы данных.
2. Определены массивы данных, осуществлена их привязка к редакторам.
3. Разработаны расчетные программы, технологические схемы, чертежи оснастки и оборудования в соответствующих приложениях и внедрены в базу данных.
4. Созданы нормализованные таблицы для работы с массивом данных.
5. Разработаны критерии и методики выбора оптимальных проектных решений по запросам в соответствии с техническим заданием на проектирование.
6. Созданы удобные экранные формы для работы с базой данных и организации диалога компьютерного проектирования.
7. Организовано оформление выходной документации с возможностью обновления информационных полей в разных форматах.
8. Определены параметры запуска приложений и других сервисных надстроек.
Список литературы
1. Раздайбедин А.А., Ибрагимов К.В. Математическая модель совмещенных процессов ротационного формообразования кольцевых деталей // Изв. вузов. Авиационная техника. 1995, № 3. С. 62 65.
2. А. с. 13 15074 СССР. Способ ротационного формообразования и калибровки кольцевых деталей /А.А. Раздайбедин и др. Опубл. 1987. Бюл. № 21. 4 с.
А. с. 1636453. Способ обработки кольцевых заготовок из высокопрочных сплавов /А.А. Раздайбедин и др. Опубл. 1991. Бюл. № 11.5с.
|
