Improving stripping efficiency of double curvature surface on a setup with turret head

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study was performed to develop a method for selecting a rational profile of a profiled flap wheel for a turret stripping head for cleaning parts with different radius of the transverse curvature. Researchers from the Irkutsk National Research Technical University and Irkutsk Aviation Plant designed and fabricated a special PFS-4 (peen forming setup) unit to implement manufacturing technology of large-scale contour-forming components. The unit is equipped with a CNC system, two movable operating elements, a shot blaster and a turret stripping head with four flap wheels. The paper offers methods and criteria for selecting the profiled flap wheel for stripping the contour-forming surfaces of the components, depending on the curvature radius of the latter. A flap wheel with an optimal curvature radius of 40 m was chosen for analysis, which allows a sufficiently large range of profile curvature of the processed components (from 8 to 40 m) to be covered. Profiled flap wheels 100 and 200 m wide with a flap profile radius of 40 m provided uniform material removal when cleaning the surface with a curvature radius from 8 to 40 m without further overlapping with a finished strip. It was shown that wider profiled flap wheels are necessary to increase stripping efficiency. In this case, a 300 mm wide flap wheel can be used for a component surface area with a transverse curvature radius over 14 m and a 400 mm wheel for surface areas with a curvature radius of over 20 m. Thus, comparing the stripping process of a curved surface by the straight flap wheel revealed that profiled flap wheels significantly expand the workability of the PFS-4 unit turret stripping head.

About the authors

Tri Vinh Le

Irkutsk National Research Technical University

Email: vinh_istu@mail.ru

V. P. Koltsov

Irkutsk National Research Technical University

Email: kolcov@istu.edu

D. A. Starodubtseva

Irkutsk National Research Technical University

Email: d.star-irk@yandex.ru

V. B. Rakitskaya

Irkutsk National Research Technical University

Email: rvb@istu.edu

References

  1. Пашков А.Е., Чапышев А.П. Автоматизация процесса финишной обработки после дробеударного формообразования // Повышение эффективности технологических процессов в машиностроении: сб. науч. тр. / под ред. Ю.В. Димова. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. С. 28–31.
  2. Пашков А.Е., Лихачев А.А., Викулова С.В. К вопросу комплексной автоматизации процесса формообразования длинномерных листовых деталей // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2006. № 4–3. С. 21–24.
  3. Пашков А.Е. О создании комплексной технологии формообразования крупногабаритных панелей // Высокоэффективные технологии проектирования, конструкторско-технологической подготовки и изготовления самолетов: материалы Всерос. (с междунар. участием) науч.-практ. семинара (г. Иркутск, 9–11 ноября 2011 г.). Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. С. 103–110.
  4. Кольцов В.П., Стародубцева Д.А., Козырева М.В. Анализ зависимостей съема и шероховатости поверхности детали при обработке лепестковыми кругами по результатам факторного эксперимента // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 1. С. 32–41.
  5. Koltsov V., Starodubtseva D., Le Tri Vinh, Phung Xuan Son. Step-by-step surface roughness formation during shot peening and subsequent grinding with flap wheels // Aviamechanical engineering and transport (AVENT 2018): Proceedings of the International Conference (Irkutsk, 2126 May 2018). Irkutsk, 2018. Vol. 158. P. 386–390. https://doi.org/10.2991/avent-18.2018.75
  6. Дубровский П.В. Исследование процессов полирования авиационных деталей // Системы управления жизненным циклом изделий авиационной техники: актуальные проблемы, исследования, опыт внедрения и перспективы развития: тезисы докладов V Междунар. науч.-практ. конф. (г. Ульяновск, 24–25 ноября 2016 г.). Ульяновск: Изд-во УлГУ, 2016. С. 141–142.
  7. Пашков А.Е. Технологические связи в процессе изготовления длинномерных листовых деталей. Иркутск: Изд-во ИрГТУ. 2005. 138 с.
  8. Димов Ю.В. Перспективы использования лепестковых кругов при изготовлении деталей самолета // Повышение эффективности технологических процессов в машиностроении: сб. науч. тр. / под ред. Ю.В. Димова. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. С. 3–10.
  9. Стародубцева Д.А. Револьверная головка для зачистки панелей и обшивок лепестковыми кругами после дробеударного формообразования // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 4. С. 34–37.
  10. Пат. № 2567926, Российская Федерация, B24B 29/00 (2006.01), B24B 41/04 (2006.01). Револьверная головка для шлифования криволинейных поверхностей лепестковыми кругами / А.К. Китов, А.Е. Пашков, П.Г. Гришаев, Д.А. Стародубцева; заявители и патентообладатели Иркутский национальный исследовательский технический университет, ПАО «Научно-производственная корпорация «Иркут». Заявл. 27.12.2013; опубл. 10.11.2015. Бюл. № 31.
  11. Kalchenko V.I., Sliednikova O.S., Kalchenko D.V., Muzychka D.G. 3D-моделювання інструментів та формоутворення при шліфуванні торців непереточуваних прямокутних пластин орієнтованим кругом // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. Серія: Технічні науки. 2014. No. 2. P. 55–62.
  12. Кальченко В.І., Слєднікова О.С., Кальченко Д.В. 3D-моделювання інструментів, процесу зняття припуску та формоутворення під час шліфування зі схрещеними осями торової поверхні і круга // Технічні науки та технології. 2015. No. 2. P. 31–38.
  13. Кальченко В.И., Кальченко В.В., Веремей Г.А., Следникова Е.С. Модульное 3D-моделирование инструментов, процесса съема припуска и формообразования при растачивании седел клапанов ориентированной пластинкой // В і с н и к Чернігівського державного технологічного університету. Серія: Технічні науки. 2015. № 2. С. 51–60.
  14. Слєднікова О. Модульне моделювання профілів кругів, зняття припуску та формоутворення при двосторонньому шліфуванні торців некруглих деталей // Технічні науки та технології. 2016. № 3. P. 76–84.
  15. Кальченко В.И., Кальченко В.В., Кологойда А.В., Кириенко С.Ю. Шлифование криволинейных поверхностей лопаток газотурбинных двигателей абразивной лентой при помощи робота с ЧПУ РМ-01 // Вестник двигателестроения. 2012. № 1. С. 181–185.
  16. Воскобойников Б.С., Гречиков М.М., Гуськова Г.И. Шлифовальные технологии и высокоточное оборудование // Комплект: инструмент, технология, оборудование. 2008. № 1. С. 12–30.
  17. Николаенко А.А. Повышение производительности и точности обработки при профильном глубинном шлифовании // Вестник машиностроения. 1997. № 2. С. 21–23.
  18. Носенко В.А., Жуков В.К., Васильев А.А., Носенко С.В. Попутное и встречное глубинное шлифование поверхности неполного цикла с периодической правкой круга // Вестник машиностроения. 2008. № 5. С. 44–50.
  19. Рыкунов Н.С., Сухов Е.И., Волков Д.И. Высокопроизводительная обработка материалов методом глубинного шлифования // Оптимизация операций механической обработки: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. С.С. Силина. Ярославль: Изд-во ЯПИ, 1984. С. 23–32.
  20. Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами. М.: Машиностроение, 2007. 688 с.
  21. Ле Чи Винь, Кольцов В.П., Стародубцева Д.А., Фунг Суан Шон. Производительность зачистки поверхности лепестковым кругом после дробеударного формообразования // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019. Т. 23. № 5. С. 874–883. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-5-874-883
  22. Кольцов В.П., Стародубцева Д.А., Чапышев А.П. К определению величины припуска при зачистке поверхности панелей и обшивок лепестковым кругом после дробеударного формообразования // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2017. Т. 73. № 1. С. 25–30.
  23. Baragetti S. Three-dimensional finite-element procedures for shot peening residual stress field prediction // International Journal of Computer Applications in Technology. 2001. Vol. 14. Iss. 1-3. P. 51–63. https://doi.org/10.1504/IJCAT.2001.000260
  24. Tu Fubin, Delbergue D., Miao Hongyan, Klotz T., Brochu M., Bocher P., et al. A sequential DEM-FEM coupling method for shot peening simulation // Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 319. P. 200–212. http://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.03.035
  25. Meguid S.A., Shagal G., Stranart J.C. 3D FE analysis of peening of strain-rate sensitive materials using multiple impingement model // International Journal of Impact Engineering. 2002. Vol. 27. Iss. 2. P. 119–134. https://doi.org/10.1016/S0734-743X(01)00043-4
  26. Miao H.Y., Larose S., Perron C., Evesque M. On the potential applications of a 3D random finite element model for the simulation of shot peening // Advances in Engineering Software. 2009. Vol. 40. Iss. 10. P. 1023–1038. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2009.03.013
  27. Hong T., Ooi J.Y., Shaw B. A numerical simulation to relate the shot peening parameters to the induced residual stresses // Engineering Failure Analysis. 2008. Vol. 15. Iss. 8. P. 1097–1110. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2007.11.017
  28. Nouguier-Lehon C., Zarwel M., Diviani C., Hertz D., Zahouani H., Hoc T. Surface impact analysis in shot peening process // Wear. 2013. Vol. 302. Iss. 1-2. P. 1058–1063. https://doi.org/10.1016/j.wear.2012.11.031

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).