ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:

Е. А. Даниленко, аспирант кафедры технологии машиностроения, эл. почта: danilenkoevg@rambler.ru
А. С. Ямников, профессор кафедры технологии машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: yamnokovas@mail.ru
А. А. Маликов, заведующий кафедрой технологии машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: finance@tsu.tulq.ru

Приведен анализ принудительного совмещения неточных базовых поверхностей заготовки с точными базовыми поверхностями приспособления путем приложения к ней распределенной нагрузки с помощью жестких элементов устройства, имеющих правильную геометрическую форму. В качестве такого элемента использовали призматический вкладыш с вырезами на верхней и нижней поверхностях, устанавливаемый внутри коробчатого корпуса из листа толщиной 1,5 мм по ГОСТ 19904–90 из стали 30ХГСА. Показано, что при этом устраняется неопределенность базирования, это создает предпосылки для увеличения точности механической обработки, повышается жесткость закрепленной заготовки, что способствует снижению вибраций и улучшению качества обработанной поверхности. Установлено существование оптимальной ширины выреза вкладыша на базирующе-зажимной поверхности, при которой упругие деформации базовой поверхности заготовки находятся в допустимых пределах. Рациональное значение ширины выреза вкладыша должно быть или меньше 55 мм, или больше 70 мм. Такое закрепление вызывает дополнительные погрешности в положении боковых поверхностей корпуса, являющихся измерительными базами для фрезеруемых поверхностей и просверленных отверстий. В работе проведена их численная оценка, которая показала, что упругие перемещения поверхностей, являющихся измерительными базами, находятся в допустимых пределах. Установлено, что если заготовку доводить до неподвижной установочной базы при помощи регулируемой скобы и фиксировать без применения усилий зажима, то происходит более равномерное и меньшее по величине (0,01–0,08 мм) упругое деформирование боковых стенок заготовки, чем при фиксации с усилием (0,02–0,20 мм).

1. Cowin S. C. Continuum mechanics of anisotropic materials. — New York : Springer, 2013. — 438 p.
2. ГОСТ 19904–90. Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент. — Введ. 01.01.1991. — М. : Издательство стандартов, 1990.
3. ГОСТ 11268–76. Прокат тонколистовой специального назначения из конструкционной легированной высококачественной стали. — Введ. 01.01.1978. — М. : Издательство стандартов, 1976.
4. Ямников А. С., Даниленко Е. А., Корнев О. А., Маликов А. А. Упруго-наследственные погрешности закрепления нежестких коробчатых заготовок // Черные металлы. 2021. №10. С. 68–77. DOI: 10.17570/chm.2021.10.12

5. Васильев А. С. Технологическое наследование в машиностроении // Вестник Рыбинской Государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева. 2017. № 1(40). С. 198–202.
6. Younas N., Chalal H., Abed-Meraim F. Finite element simulation of sheet metal forming processes using non-quadratic anisotropic plasticity models and solid-shell finite elements // 23rd International Conference on Material Forming, ESAFORM. 2020. Vol. 47. P. 1416–1423.
7. Takahiro M. Deformations of box complexes. URL: https://arxiv.org/abs/1312.3051v5 (дата обращения : 01.04.2022).
8. Kut S., Stachowicz F. Bending moment and cross-section deformation of a box profile // Advances in Science and Technology. Research Journal. 2020. Vol. 14, Iss. 2. P. 85–93. DOI: 10.12913/22998624/118552.
9. Shinkin V. N. Simple analytical dependence of elastic modulus on high temperatures for some steels and alloys // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. P. 32–38.
10. Ryan W. Working metal – the process of annealing. Thought Co. URL: thoughtco.com/annealing-explained-2340013 (дата обращения : 01.04.2022).
11. Кухарь В. Д., Малышев А. Н., Бессмертная Ю. В. Вытяжка низких прямоугольных коробок из профильных заготовок // Черные металлы. 2019. № 1. С. 26–33.
12. Чудин В. Н. Вытяжка листовых изделий коробчатых форм // Кузнечно-штамповочное производство. 2002. № 6. С. 3–8.
13. Васильев А. С. Направленное формирование эксплуатационных свойств деталей в технологических средах // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2017. Т. 17. № 1. С. 33–40.
14. Hongwei W., Yan R., Shengyong Zh., Yulong Li. Coupling and decoupling measurement method of complete geometric errors for multi-axis machine tools // Applied Sciences. 2020. Vol. 10. P. 1–19. DOI: 10.3390/app10062164.
15. Söderberg R., Wickman C., Lindkvist L. Improving decision making by simulating and visualizing geometrical variation in non-rigid assemblies // CIRP Annals. 2008. Vol. 57. P. 175–178.
16. Świć A., Wołos D., Gola A., Kłosowski G. The Use of neural networks and genetic algorithms to control low rigidity shafts machining // Sensors. 2020. Vol. 20. P. 4683. DOI: 10.3390/s20174683.
17. Ямников А. С., Даниленко Е. А. Влияние погрешности формы и положения черновых базовых поверхностей на точность изготовления детали «Коробка» // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2021. № 12. С. 37–43.
18. Danilenko E. A., Yamnikov A. S. Increasing the accuracy of processing thinwalled box-shaped parts // V International scientific conference "Mechanical Science and Technology Update". 2021. Р. 323–331. DOI: 10.25206/978-5-8149-3246-4-2021-331-342.
19. ГОСТ 21495–76. Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения. — Введ. 01.01.1977. — М. : Издательство стандартов, 1990.