Теоретические основы определения внутренних силовых факторов процесса дробеударного формообразования

Министерство образования и науки РФ

Иркутский национальный исследовательский технический университет

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДРОБЕУДАРНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

Иркутск, 2006

Задачи экспериментального исследования

Задачами экспериментального исследования технологической последовательности «Дробеударное формообразование (ДУФ) – зачистка», реализуемой на установках контактного типа являются:

- отработка конструкции и настройка факела дроби модернизированного дробеметного аппарата 2Д400М – рабочего органа установки УДФ-3, предназначенного для использования в программном режиме управления;

- исследование влияния режимов дробеударной обработки на установке УДФ-3 на внутренние силовые факторы, формируемые в деталях из сплавов В95пчТ2 и Д16Т;

- исследование влияния режимов зачистки на установке УДФ-3 после дробеударной обработки на внутренние силовые факторы, формируемые в деталях из сплавов В95пчТ2 и Д16Т.

Параметры процесса дробеударного

Формообразования

В процессе реализации процесса ДУФ на дробеметной установке контактного типа, рабочий орган (дробеметный аппарат) перемещается относительно закрепленной детали, оставляя на ее поверхности след в виде полосы (рис. 1). К режимам ДУФ относят скорость дроби v, её секундный удельный расход q и продольную подачу s.

Применяемая скорость дроби v зависит от её диаметра D, толщины Н и кривизны k обрабатываемых деталей, k = 1/R, где R – радиус кривизны. В рассматриваемых установках скорость дроби изменяется в диапазоне v = 5…40 м/с. Использование дроби диаметром D = 3 мм в указанном диапазоне скорости обеспечивает формирование на поверхности отпечатков диаметром d = 0,1…1,2 мм.

Рис. 1. Схема процесса ДУФ на установке контактного типа

Секундный расход дроби q зависит от конструкции применяемого дробемётного устройства. Для формообразования обшивок и панелей с толщиной полотна H = 3…15 мм расход дроби составляет q = 2…10 кг/с. Расход дроби q определяет производительность процесса ДУФ. При прочих равных условиях увеличение q позволяет пропорционально увеличить подачу s при одной и той же производительности процесса формообразования, что снижает машинное время обработки. Таким образом, одной из задач разработки модернизированного дробеметного аппарата 2Д400М является обеспечение максимально возможного значения расхода дроби q при сохранении стабильности ее потока (факела).

Продольная подача s определяет время, в течение которого поток дроби воздействует на единицу площади обрабатываемого участка. В большинстве случаев она является параметром, наиболее удобным для варьирования в процессе ДУФ. Диапазон изменения продольной подачи в установке УДФ-3 составляет s = 0…3500 мм/мин.

Одним из условий достижения необходимой точности формы детали при ДУФ является применение неполного покрытия обрабатываемой поверхности отпечатками дробинок. Это объясняется тем, что зависимость получаемой кривизны от степени покрытия S (S = F_отп / F, где F_отп – суммарная площадь отпечатков; F – площадь обработанного участка поверхности детали) в начале процесса близка к линейной, а при увеличении S имеет место процесс насыщения и рост кривизны замедляется. Кроме этого, обработка с неполным покрытием более эффективна по производительности. В связи с этим интенсивность обработки для достижения требуемой кривизны при ДУФ выбирают при значениях степени покрытия поверхности отпечатками дробинок в S = 5…40 %.

Теоретические основы определения внутренних силовых факторов процесса дробеударного формообразования

Интегральным силовым фактором процесса ДУФ, приводящим к формоизменению обрабатываемых деталей, является распределенная растягивающая сила Р, приложенная на расстоянии z_c от поверхности детали. Эту силу можно представить двумя компонентами: (рис. 2).

Рис. 2. Компоненты поверхностной нагрузки при ДУФ

В результате действия компонент растягивающей силы Р листовая деталь получает деформацию, которая определяется относительным удлинением и кривизной , компоненты которых определяются выражениями

; (1)

, (2)

где – компоненты распределенной (на единицу длины) растягивающей внутренней силы, ( ); Н – толщина детали; Е – модуль упругости 1 рода; – компоненты изгибающего момента, , где – координата нейтрального слоя детали; – координата точек приложения компонент силы ; – коэффициент вида напряженно-деформированного состояния (НДС); – приведенная толщина детали, определяемая с учетом изменения жесткости ее продольного сечения в связи с изгибом (рис. 3),

. (3)

Рис. 3. Схема к определению приведенной толщины криволинейного сечения

Поиск по сайту: