Электроконтактная резка заготовок деталей летательных аппаратов при температуре рекристаллизации

• Автор: Веретнова, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Список принятых сокращений
ЛА - летательный аппарат;
ЭКР - электроконтактная резка;
КТР - конструктивно-технологическое решение; МЭП - межэлектродный промежуток;
ТД - техническая документация;
ТЗ - техническое задание;
ТТ - технические требования;
ЭИ - электрод-инструмент;
МКЭ - метод конечных элементов.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Конструктивно-технологический анализ деталей ЛА
1.2 Существующие способы резки металла
1.3 Основные закономерности процесса ЭКР
1.4 Методы расчета температурных полей при ЭКР
1.5 Современные методы численного анализа теплофизических процессов
1.6 Выводы и постановка задач исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО СПОСОБА ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ РЕЗКИ
2.1 Исследование тепловых явлений при электроконтактной резке дисковым электрод-инструментом
2.2 Математическая модель дуги, как элемента электрической цепи
2.3 Физические явления при электроконтактной резке дисковым электрод-инструментом
2.3.1 Оценка электромагнитных сил при электроконтактной резке дисковым электродом
2.3.2 Оценка тепловых явлений в дисковом электрод-инструменте
2.4 Разработка методики исследования теплообменных процессов при ЭКР тонкостенных деталей ЛА дисковым электрод-инструментом
2.5 Теоретическая оценка удельных энергозатрат
2.6 Разработка модели процесса ЭКР
Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Методика проведения исследований
3.2 Металлографический анализ
3.3 Расчет удельных энергозатрат
3.4 Измерение микротвердости
3.5 Установление адекватности уравнений регрессий наблюдаемым экспериментальным
данным
Выводы
4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
4.1 Реализация разработанного способа ЭКР
4.1.1 Установка ручной машины электроконтактной резки - РМЭКР
4.1.2 Стационарная установка для электроконтактной резки (СУЭКР)
4.1.3 Мобильная установка электроконтактной резки (МУЭКР)
4.2 Технико-экономические показатели ЭКР
4.3 Оценка затрат на резку трубы из стали 12Х18Н10Т
4.3.1 Абразивная резка
4.3.2 Электроконтактная резка
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Для технологического обеспечения серийного производства новой авиационной техники современное ракето- и авиастроение должно располагать совокупностью процессов, методов, способов и технологических средств для изготовления различных видов заготовок, деталей и узлов на всех этапах производства от заготовительного до отделочной обработки и сборки [1].
Особое место в совершенствовании и создании новых конструкций принадлежит технологии авиа- и ракетостроения. В этой отрасли промышленности опережающими темпами идет разработка новейших материалов и технологий, обеспечивающих создание летательных аппаратов (ЛА), характеризующихся минимальной массой и габаритами при максимальной прочности узлов и высокой надежностью в работе. Повышение эксплуатационных характеристик материалов требует повышения производительности и экономичности и обуславливают возникновение новых и совершенствование существующих технологий обработки заготовок [2].
Широкое применение в производстве деталей летательных аппаратов и авиадвигателестроении материалов труднообрабатываемых резанием вызвало необходимость разработки более экономичных и производительных методов обработки. Такими методами можно назвать электроэрозионный, электрохимический, ультразвуковой и электронно-лучевой методы. Электрокон-тактная резка, являясь разновидностью электроэрозионной обработки, позволяет реализовать в месте обработки весьма большие мощности и получать производительность, намного превышающую производительность других методов резки.
Одним из типов операций, требующих существенного повышения производительности обработки, являются заготовительные операции, такие как резка проката, сотовых и фасонных профилей, отрезка прибылей литниковых систем. Применение на этих операциях электроконтактной резки позволяет увеличить производительность труда, снизить расход обрабатываемого мате-

на. Совершенствование технологий разделительных операций при изготовлении деталей ЛА является первоочередной задачей.
Применение электроконтактного метода позволяет реализовать в месте обработки весьма большие мощности и получать производительность, намного превышающую производительность других методов резки, при низкой энергоёмкости процесса и относительно низком износе электрода-инструмента. Поэтому изучение метода ЭКР с целью улучшения технологических показателей процесса остается для промышленности актуальным.
Однако, применение ЭКР сопряжено с рядом недостатков, сдерживающих его широкое распространение: показатели шероховатости и точности уступают другим способам ЭЭО, получистовая обработка возможна на тонкостенных деталях, а высокопроизводительная черновая для заготовок больших габаритов.
Процесс электроконтактной резки недостаточно изучен, и некоторые его положения нуждаются в доработке и переосмыслении.
Расширить технологические возможности электроконтактной резки деталей ЛА, возможно при разработке новых способов ЭКР, устраняющих недостатки существующих способов, таких как высокие удельные энергозатраты и низкое качество обработанной поверхности, для этого в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:
1 Исследовать тепловые и физические явления при ЭКР дисковым ЭИ.
2 Разработать методику исследования теплообменных процессов при ЭКР тонкостенных деталей ЛА. Разработать научно обоснованные рекомендации по повышению энергоэффективности и надежности технологического процесса ЭКР деталей ЛА.
3 Разработать математическую модель теплового состояния заготовки при ЭКР, позволяющую определить характер распределения температуры по толщине обрабатываемой детали.