WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 38 | 39 || 41 | 42 |   ...   | 65 |

Размер звена определяет условия деформации как Рис. 1. Образец с малым отверстием отдельной вязкоупругой цепочки, так и рабочей сре*Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 годы» (грант № П 11 21).

Технологические процессы и материалы Основой приспособления имитатора малого отвер- ки, было выбрано три пасты: АСН 60/40 НОМ Г, АСН стия (рис. 2) является цилиндрический корпус 1 60/40 ПОМ Г и АСН 60/40 ВОМ Г.

с внутренними выточками и осевым отверстием. Разработана технология смешивания каучука СКТ Вкладыш 2, устанавливаемый в выточку, имеет паз с алмазными пастами, обеспечивающая однородный для размещения образца 3. Ответный вкладыш, вво- состав среды и равномерное распределение алмазных димый в эту же выточку, образует с образцом отвер- зерен в ее объеме.

стие малого сечения. Ответный вкладыш на рисунке Состав среды (весовой): каучук СКТ – 40 %, не показан. С двух сторон корпуса устанавливаются алмазная паста – 60 %, дисперсность наполнителя переходники 4, реализующие перестройку профиля Ba = 40…60 мкм. Поскольку в составе паст содерпотока от цилиндрического диаметром 25 мм (рабожатся поверхностно-активные вещества, дополничий цилиндр установки) к цилиндрическому диаметтельные пластификаторы в РС не вводились. Степень ром 10 мм (осевое отверстие корпуса).

наполнения РС алмазными зернами составила для среды на основе пасты АСН 60/40 НОМ Г – Ka = 6 %, на основе пасты АСН 60/40 ПОМ Г – Ka = 14 %, на основе пасты АСН 60/40 ВОМ Г – Ka = 28 %.

Второй проблемой, наблюдаемой при АЭО малых отверстий, была существенная перестройка профиля потока на входе в прямоугольное малое отверстие.

Ее характер подобен картине, наблюдаемой при визуальном исследовании течения среды через прямоугольное отверстие в перегородке [5].

Зона формирующегося сдвигового течения в рабочем цилиндре и переходнике имеет размеры малого отверстия. Размеры зоны сжатия среды на порядок Рис. 2. Приспособление имитатор малого отверстия больше. Эта зона оказывает дополнительное сопротивление перемещению поршня в рабочем цилиндре.

Геометрические характеристики обрабатываемого В данном случае коэффициент кв, характеризующий канала: длина Lк = 10 мм, размеры сечения 2 0,625 мм, потери давления потока при экструзии всего объема площадь поперечного сечения Sсеч = 1,25 мм2, периРС, имеет безразмерную величину в интервале метр поперечного сечения SPсеч = 4,25 мм, площадь 19…25. Этот эффект увеличивает время полуцикла экструзии на 20…30 %.

минимального поперечного сечения канала Нами предложено решение, направленное на миSmin = Sсеч, суммарная площадь обрабатываемой понимизацию влияния перестройки профиля потока на верхности Sобр = Lк SPсеч = 42,5 мм2. Форма, размер входе в отверстие на производительность АЭО. Было и угол входного Zвх и выходного Zвых отверстия предположено, что мгновенное изменение направления течения среды в отверстии на противоположное канала идентичны: Zвх = Zвых. Исходная шерохопозволит улучшить условия обработки.

ватость исследуемой поверхности отверстия При мгновенном изменении направления потока, Raисх = 0,4…0,51 мкм.

которое не превышает время релаксации среды, хаИсходя из величины Lк, принят предварительный рактер деформации потока сохранится. Зоны дефордиапазон величин сдвигающих давлений среды на входе мации сохранят свой профиль. Деформация растяжеPвх = 10…12 МПа, а на выходе Pвых = 0…2 МПа. ния мгновенно сменяется деформацией течения сдвига. При этом нормальные напряжения в среде возниОтношение Lк / Sсеч = 8,0 и Sобр / Sсеч = 10 влияет на кают не только на входе в канал, но и в самом отвервыбор коэффициента эффективной вязкости среды стии. За счет этого уменьшается время экструзии среи дисперсности наполнителя. ды на один полуцикл и увеличивается величина приПервоначально за основу был выбран традицион- жатия зерен к обрабатываемой поверхности.

ный состав рабочей среды. В качестве наполнителя – Исследуемые параметры: Ra – шероховатость обэлектрокорунд белый, зернистостью Ba = 80 мкм.

работанной поверхности; Ra – изменение шерохоВведение ряда пластификаторов позволило на 25…30 % ватости; h – величина удаляемого слоя. Регулируеснизить вязкость РС. При этом показатель степени мые параметры: степень наполнения рабочей среды наполнения (весовой) Ka уменьшился с 50 до 40 %.

Ka – 6, 14, 28 %; время полуцикла экструзии t – 0,6;

При АЭО средой такого состава привело к заклинива1,2; 1,8 с. Сдвигающее давление – Pвх = 12 МПа.

нию среды в обрабатываемом канале при сдвигающем Время обработки – 60 с.

давлении Pвх = 10 МПа и Pвых = 12 МПа.

Эксперименты проведены по плану Коно (m = 2).

Для решения этой проблемы авторами в качестве Для математической обработки произведено кодиронаполнителя предложено использовать алмазные пасвание переменных x1 = Ka, x2 = t, y1 = Ra, ты АСМ по ГОСТ 25593–84, предназначенные для y2 = Ra, y3 = h.

доводки и полирования. Исходя из условий обработ Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева Получены следующие эмпирические зависимости: а также большая зона 1 с деформацией растяжения.

После достижения критического значения напряжеRa = 0,341- 0,001Ka +0,075 8t +0,000 03Ka2 ния деформация растяжения переходит в деформацию сдвигового течения и наблюдается зона 3.

- 0,028t2 - 0,002 5Kat;

Ra = 0,052+0,006Ka - 0,043 7t - 0,000 127Ka2 + + 0,026 85t2 +0,001 36Kat;

h= 5,448+0,275Ka - 8,096t - 0,000 83Ka2 + + 3,61t2 +0,303Kat.

Повышение степени наполнения среды для всех вариантов АЭО привело к увеличению производительности обработки и позволило достичь за 60 с шероховатости поверхности малого отверстия Ra = 0,25 мкм.

Анализ полученных зависимостей показал, что при увеличении параметров Ka и t шероховатость обработанного отверстия Ra монотонно убывает на всем исследуемом интервале, а величина удаленного Рис. 3. Шестеренка после операции нарезания зубьев слоя h в отверстии монотонно возрастает. Подобная зависимость наблюдается и вне исследуемого интер- В целом в канале наблюдается градиент скорости потока среды. Расходные характеристики в каждом из вала. Исследуемая функция неограниченно возрастает или убывает, что делает спорной применимость зави- двенадцати зубчатых каналов практически одинаковы. На выходе из канала наблюдается зона 5 волновосимостей вне исследуемого диапазона.

го истечения среды с одновременным упругим восУстановлено, что при существующей конструкции установки невозможно обеспечить мгновенное изме- становлением.

Установлен равномерный расход рабочей среды нение направления потока, которое не превышает время релаксации рабочей среды. Поэтому при экспе- по всем каналам, а также пульсация потока при прохождении канала. Коэффициент местных потерь риментальной обработке малых отверстий характер деформации потока при переключении системы не кв Pвх /Pвых = 5,2.

сохранялся. Наблюдалась полная перестройка профиСопоставление результатов данных исследований ля потока при каждом полуцикле АЭО.

с данными, полученными при исследовании АЭО маРезультаты исследований показали, что увеличелых отверстий рабочей средой, наполненной алмазние весового содержания алмазных зерен в рабочей ной пастой, позволило сделать вывод о возможности среде до 25…28 % позволяет обеспечить оптимальное АЭО зубчатого венца шестеренки. Для этого было сочетание вязких и упругих свойств среды, при которазработано специальное приспособление (рис. 5).

рых сохраняется возможность течения сдвига среды Шестеренка 1 при обработке базируется на внутв отверстии с малым поперечным сечением и ее макренний уступ корпуса 2 и внутреннее тело 5 основасимальное по величине напряженно-деформирония 3. Переходники 4 обеспечивают установку приванное состояние.

способления в рабочие цилиндры установки УЭШ-Известно, что стальные шестеренки обладают на и перестройку профиля потока среды. Восемь отверпорядок большей ударной прочностью зубьев, чем стий внутреннего тела 5 обеспечивают требуемое налатунные или алюминиевые, т. е. их живучесть при правление потока к зубчатому венцу и равномерное авариях намного выше. У таких шестеренок величина распределение потока по всему обрабатываемому наклепа, вызванного высоким уровнем вибраций, судиаметру.

щественно ниже. Эти обстоятельства делают необхоПо данной схеме обработано несколько шестерен.

димым применение стальных шестеренок в ответстПараметры шероховатости поверхности и изменения венных деталях.

геометрических размеров зубчатого венца, а также Одной из проблем операций формообразования степень удаления заусенцев оценивалось после 300 с зубчатого венца 1 шестеренки (рис. 3) является фиобработки.

нишная обработка зуба и удаления заусенцев 2. К маСостав среды (весовой): каучук СКТ – 40 %, лым отверстиям можно отнести впадины зубчатого алмазная паста – 60 %, дисперсность наполнителя венца.

Ba = 40…60 мкм. Использована паста АСН 60/Визуальные исследования течения в образце с ВОМ Г – Ka = 28 %. Сдвигающее давление зубчатым венцом позволили выявить особенности Pвх = 12 МПа. Шероховатость ПС контролировалась течения среды при АЭО подобных каналов (рис. 4).

В первоначальный момент времени наблюдаются на профилометре М253, изменение линейных размеров – на координатно-измерительной машине «Оптон 8».

две зоны 2, в которых происходит деформация сжатия, Технологические процессы и материалы Рис. 4. Процесс через зубчатый фрагмент малых отверстий Рис. 5. Приспособление для АЭО зубчатого венца шестеренки Федерации «Рабочая среда для абразивно-экструИсходная шероховатость ПС Ra = 0,62…0,69 мкм, зионной обработки малых отверстий».

шероховатость ПС после АЭО – Ra = 0,52…0,55 мкм Рабочая среда для абразивно-экструзионной обрапо всей поверхности канала. Величина снимаемого ботки малых отверстий относится к отделочной обраприпуска составила 0,05…0,08 мм. Заусенцы при данботке рабочей средой, подаваемой под давлением, ной схеме АЭО удалить не удалось. Рекомендовано и может быть использована для улучшения качества перед операцией АЭО удалять заусенцы торцевым поверхности сквозных каналов с малой площадью шлифованием.

поперечного сечения в деталях машин. В среде в каВ результате исследований процесса АЭО малых честве абразивного наполнителя и пластификатора исотверстий была подана заявка на патент Российской Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева пользуют мазеобразные алмазные пасты типа Е или Г. экструзионной обработки сложнопрофильных деталей Весовое содержание в среде алмазных зерен 24…28 % // Вестник СибГАУ. 2006. Вып. 11. С. 64–68.

и использование в качестве основы синтетического 3. Левко В. А. Модель течения рабочей среды при каучука СКТ обеспечивает такое сочетание вязких абразивно-экструзионной обработке тонких осесими упругих свойств среды, при котором сохраняется метричных каналов большой длины // Вестник Чебоквозможность ее сдвигового течения в отверстии с ма- сар. гос. пед. ун-та. Механика предельного состояния :

лым поперечным сечением и максимальное по вели- сб. науч. тр. / под ред. акад. Д. И. Ивлева ; Чувашск.

чине напряженно-деформированное состояние, по- гос. педаг. ун-т. Чебоксары, 2008. № 2. С. 85–94.

зволяющее добиваться максимальной производитель- 4. Левко В. А. Расчет шероховатости поверхности ности. при абразивно-экструзионной обработке на основе модели контактных взаимодействий // Авиационная Библиографические ссылки техника. Известия вузов / под ред. проф. В. А. Фирсо1. Левко В. А. Особенности реологии рабочей сре- ва ; Казан. гос. техн. ун-т. 2009. № 1. С. 59–62.

ды при абразивно-экструзионной обработке // Вест- 5. Исследование влияния формы обрабатываемого канала на течение рабочей среды при абразивноник СибГАУ. 2005. Вып. 7. С. 96–100.

2. Левко В. А., Пшенко Е. Б. Влияние состава ра- экструзионной обработке / В. А. Левко [и др.] // Вестбочей среды на технологические режимы абразивно- ник СибГАУ. 2009. Вып. 4 (25). С. 138–145.

V. A. Levko, A. A. Levko RESEARCH OF ABRASIVE EXTRUSION-TYPE PROCESSING OF SMALL HOLES The research of flow of operating environment of holes with small cross-sectional area were performed. A new composition of the working media, filled with diamond paste, was developed. The experimental processing of a gear wreath revealed the applicability of the new operating environment for the processing of holes with small crosssectional area.

Keywords: abrasive extrusion-type processing, annular gap, medium, cross-sectional area, leveling device.

© Левко В. А., Левко А. А., УДК 621.В. А. Левко, М. А. Лубнин, С. К. Сысоев, А. С. Сысоев, Л. П. Сысоева МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ, КАЧЕСТВА И ЭФФЕКТИВНОСТИ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ* Разработана методика, позволяющая существенно сократить затраты на проведение исследований. Описаны все этапы оценки точности, качества и эффективности обработки.

Ключевые слова: абразивно-экструзионная обработка, кольцевая щель, рабочая среда, площадь поперечного сечения, выравнивающее устройство.

Лабораторией отделочных методов СибГАУ нии метода АЭО. Методика включает в себя шесть совместно со специалистами ОАО «Красмаш» про- этапов.

веден ряд теоретических и экспериментальных ис- На первом этапе осуществляется выбор гидродиследований процесса абразивно-экструзионной об- намической модели для предварительного расчета работки (АЭО), направленных на разработку теоре- расходно-напорных характеристик потока рабочей тических основ расчета точности, качества и эффек- среды в зависимости от геометрических характеритивности АЭО при изготовлении конкретных деталей. стик и площади обрабатываемой поверхности деталей Результатом этой работы является расчетная методи- с последующей коррекцией расчета с учетом влияния ка, позволяющая оптимизировать затраты на техноло- возникающих в потоке касательных и нормальных гическую подготовку производства при использова- напряжений.

*Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 годы». (грант № П 11 21).

Pages:     | 1 |   ...   | 38 | 39 || 41 | 42 |   ...   | 65 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.