Разработка комплексной методики для определения рациональных условий концевого фрезерования лопаток ГТД и прогнозирования качества обработки

Цель работы ‒ повышение производительности и качества обработки при изготовлении лопаток ГТД на основе разработки комплексной методики, позволяющей определять рациональные условия резания для концевого фрезерования и осуществлять прогнозирование параметров, определяющих качество обработки. Разработаны структурная модель и комплексная методика, позволяющие определять рациональные условия резания для операций концевого фрезерования, в том числе при изготовлении лопаток ГТД, функциональные параметры для заданных условий обработки и осуществлять прогнозирование параметров, характеризующих качество обработки. Создана линейная математическая модель для определения рациональных условий обработки на операциях концевого фрезерования заготовок, реализованная в программе расчета. Разработана методика для определения площади сечения среза и положения центра давления сечения среза в зависимости от угла поворота зуба фрезы при работе концевой фрезой с винтовым зубом. Уточнена методика расчета составляющих силы резания при концевом фрезеровании, базирующаяся на феноменологической модели Джонсона-Кука и отличающаяся от существующих использованием полученных зависимостей, позволяющих повысить точность определения площади сечения среза, и учетом изменения коэффициента трения между инструментом, стружкой и заготовкой в зависимости от скорости резания, усилия прижима и условий охлаждения, а также учетом места приложения результирующей силы. Впервые созданы конечно-объёмные модели в модуле «CFX» программного комплекса ANSYS и на их основе методика для расчета посредством вычислительной гидродинамики температурных полей в инструменте и заготовке при концевом фрезеровании с учетом подачи СОЖ в зону обработки. Разработана методика по оценке влияния износа концевых фрез по задней поверхности зубьев на температуру в зоне резания. Разработана. конечно-элементная модель и на её базе методика для определения величины, знака и характера распределения ОН в поверхностном слое заготовок при концевом фрезеровании. Представлены результаты внедрения разработок, полученных в диссертационной работы, на повышение эффективности процесса изготовления лопаток компрессора ГТД семейства «НК» из стали 13Х11Н2В2МФ в условиях АО «Авиаагрегат» (г. Самара).