WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 39 | 40 || 42 | 43 |   ...   | 65 |

Технологические процессы и материалы На втором этапе реализуется выбор требуемого ниях данных показателей применяются среды с посостава рабочей среды как абразивного инструмента ниженной вязкостью и наоборот. Если не учитывать по предложенным зависимостям вязкоупругих данного обстоятельства, то возможно заклинивание свойств с учетом величины сдвигающих напряжений среды большой вязкости в канале большой длины или в рабочем цилиндре установки. значительное увеличение машинного времени при На третьем этапе проводятся расчеты фактической использовании сред низкой вязкости для АЭО канаплощади контакта, величины и направления сил, воз- лов с малым значением коэффициентов Lк / Sсеч и никающих при контакте, а также размерности сблиSобр / Sсеч.

жения (величину съема материала) при единичном Далее, с учетом материала детали, производится контакте в зависимости от величины и вида абразивоценка исходного состояния поверхностного слоя ного зерна, степени наполнения рабочей среды, хаобрабатываемого канала: параметры шероховатости рактеристик потока, состояния поверхностного слоя Ra или Rz, Rmax, Sm ; параметры волнистости Wa обрабатываемой детали и ее физико-механических свойств в базовом канале.

или Wz, Wmax ; параметры наклепа степень uн, глуНа четвертом этапе ведется расчет шероховатости бина hн и градиент uгр обработанной поверхности и производительности обработки выбранной среды в базовом канале на осHmax - Hисх Hmax - Hисх uн = 100, uгр =, нове контактной модели.

Hисх hн На пятом этапе производится перерасчет шероховатости поверхности и производительности обработгде Hmax – максимальная поверхностная микротверки в исследуемом канале с учетом расходно-напорных дость; Hисх – исходная микротвердость материала.

характеристик потока.

Результаты анализа исходного состояния сравниНа шестом этапе осуществляется верификация ваются с требованиями к поверхностному слою, укарасчетов при помощи моделирования процесса АЭО, занными в конструкторской документации. Устанава также экспериментальная отработка технологии на ливается приближенная величина минимального приобразцах с использованием опытно-промышленного пуска на обработку.

оборудования.

Из созданного нами перечня выбирается состав Разработка начинается с анализа конструктивных рабочей среды: материал абразивного зерна и степень особенностей обрабатываемой детали. Последовательность анализа следующая: выбирается тип обра- дисперсности Ba, а также процентное содержание батываемой поверхности – внутренняя или наружная;

Ka наполнителя в среде по массе. Перечень построен при обработке наружных поверхностей деталь должна на соответствии вязкоупругих свойств среды с обрапомещаться в приспособление, внутренняя поверхбатываемостью материала и величиной дефектного ность которого образовывала с ней канал, по которослоя.

му будет продавливаться среда.

Если в перечне необходимая информация отсутстОпределяется общее количество проточных канавует, определение вязкоупругих свойств рабочей срелов в обрабатываемой детали: один или более. Во ды проводится по методикам [1]. При установлении втором случае, в конструкции приспособления предукоэффициента эффективной вязкости геометрические сматриваются полости для переформирования профихарактеристики приспособления устанавливают из ля потока рабочей среды. Как правило, для лопастных подобия площади поперечного сечения и всей площадеталей характерно, что все каналы идентичны друг ди внутренней поверхности обрабатываемого канала.

другу. Это позволяет проводить полный геометричеХарактер течения рабочей среды в каналах обраский анализ на одном канале.

батываемой детали в качестве абразивного инструДля этого устанавливаются геометрические харакмента зависит от их конфигурации, геометрических теристики обрабатываемого канала: длина Lк, пло- размеров и формы поперечного сечения.

При выборе гидродинамической модели проводитщадь и периметр поперечного сечения Sсеч, площадь ся анализ зон течения рабочей среды в обрабатываеминимального поперечного сечения канала Smin, мых каналах. При АЭО внутреннего канала, имеющесуммарная площадь обрабатываемой поверхности го подобную конфигурацию входного и выходного Sобр, форма, размер и угол входного Zвх и выходноотверстий, анализ проводят следующим образом.

Для двунаправленной схемы АЭО деталей, имеюго Zвых отверстия канала. Поперечное сечение канала щих подобную конфигурацию входного и выходного может быть постоянной и переменной формы отверстий, можно выделить три основные зоны течеSсеч const.

ния (рис. 1). Зона рабочих цилиндров 1 представляет Длина обрабатываемого канала Lк определяет собой круглый канал постоянного сечения, в котором поршень, выступая в роли передвижной стенки, выдиапазон величин сдвигающих давлений среды на давливает РС через зону 2 переходников сквозь обравходе Pвх и выходе Pвых из канала. Отношение батываемую деталь 3. Переходники 2 позволяют Lк / Sсеч и Sобр / Sсеч влияет на выбор коэффициента сформировать на входе в канал обрабатываемой детаэффективной вязкости среды. При больших значе- ли 3 необходимый профиль потока РС. Перестройка Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева профиля происходит от кругового сечения рабочего вязкость, учитывающую вязкоупругие потери и потецилиндра до профиля входного отверстия канала де- ри потока на трение с обрабатываемым поверхносттали 3.

ным слоем. Коэффициент может изменяться в широком диапазоне, в зависимости от величины сдви гающего напряжения, температуры T и молекулярно-массового состава среды. Информационнотехнический обзор составов РС [3], а также результаты исследований [1] зависимости коэффициента эф фективной вязкости РС от ее состава и величины позволили установить, что для АЭО диапазон лежит Рис. 1. Зоны течения при двунаправленной АЭО в пределах от 1 000 Па·с до 500 000 Па·с.

Для потока среды при АЭО характерны малые Поэтому внутренний канал переходников имеет числа Рейнольдса Re << 1. Так как для неньютоновпеременную форму поперечного сечения. Форма сечения такого канала плавно меняется от окружности ских сред динамическая вязкость является коэффина входном отверстии до формы входного отверстия циентом пропорциональности сдвигового напряжения канала детали 3. Если форма этого отверстия имеет и градиента скорости du / dy, то определяется сложный профиль, то обычно профиль сопрягаемого по зависимости = 0 + 0 = 0 + 0du / dy, а не по выходного отверстия переходника 2 упрощается выражению = du / dy.

до окружности, в которую вписывается профильное входное отверстие детали 3. Зону 2 можно отнести В связи с этим остается открытым вопрос о влияк течению в диффузоре, кольцевом зазоре или плонии вязкоупругих свойств полимерной среды на хаской щели. Если обрабатывается деталь, у которой рактер течения в следующих зонах: в центральной количество входных и выходных отверстий совпадазоне, в которой рабочая среда движется как несжиет, но они имеют разную конфигурацию, то переходмаемая невязкая жидкость, т. е. в «ядре потока»; теченики 2 будут иметь различную форму. Для этого слуние возле обрабатываемой поверхности, которое чая выделяется четыре зоны течения.

можно отнести к несжимаемым вязким течениям Для однонаправленной схемы АЭО (рис. 2) выдев пограничном слое; течение в переходной области, лено четыре основные зоны течения. Зона рабочего описываемое моделью вязкого несжимаемого течения.

цилиндра 1 представляет собой круглый канал постоВ переходной области возникают вязкие эффекты, янного сечения, в котором поршень, выступая в роли но их величина значительно меньше, чем величина передвижной стенки, выдавливает РС через зону аналогичных эффектов в пограничном слое. Размер переходников сквозь обрабатываемую деталь 3, котокаждой зоны зависит от состава рабочей среды, конрая крепится планкой 4.

фигурации канала и величины напряжения сдвига.

Далее рассмотрена применимость различных моделей потока среды для описания течения в указанных зонах.

При обработке лопастных деталей зоны течения возникают в нескольких каналах, образованных между обрабатываемой поверхностью и внутренней поверхностью приспособления (рис. 3). Зоны рабочих цилиндров имеют аналогичный характер течения, такой же как и в первом случае. Вторая зона возникает между нижней направляющей 4 и основой приспособления 5. В этой зоне происходит перестройка проРис. 2. Зоны течения при однонаправленной АЭО филя от круглого течения к кольцевому течению или к сочетанию течений в диффузоре и кольцевом зазоХарактер течения в зонах 1, 2, и 3 аналогичен харе. В третьей зоне, образованной внешней поверхнорактеру течения при двунаправленной АЭО. Зону тестью детали 3 и внутренней поверхностью крышки 2, чения 4 относят к диффузору. Эта зона течения носит происходит непосредственная обработка. Характер вспомогательный характер. Ее основная задача – претечения зависит от конфигурации обрабатываемых пятствовать образованию фаски на кромке выходного каналов.

отверстия обрабатываемой детали.

После разделения на зоны течения осуществляется Анализ классификации течений различных сред выбор моделей течения среды в проточных каналах.

позволил выявить следующее. Процесс АЭО относитПри выборе модели расчета среды проводят анализ ся к классу внутренних течений в канале. Эксперигеометрических характеристик и площади обрабатыментальные исследования показали [2], что плотность ваемой поверхности деталей. Основные шаги послеРС остается постоянной при широком интервале надовательности выбора модели приведены в таблице.

пряжений сдвига и температуры потока, т. е. это неТечение в зоне 1, помимо состава РС, определяетсжимаемая среда. Коэффициент динамической вязкося внутренним диаметром цилиндра, длиной хода сти среды при АЭО характеризует эффективную штока и величиной сдвигающего давления на штоке.

Технологические процессы и материалы Влияние состояния поверхностного слоя рабочего ностью. При этом точность обработки должна нахоцилиндра на характер потока среды минимально, так дится в пределах заданного допуска на обработку.

как он имеет высокую твердость и шероховатость Для приближенного расчета напорно-расходных хаRa << 0,16 мкм. рактеристик для различных моделей течения в зоне применяются уравнения, соответствующие типу канала. Это могут быть укороченные уравнения НавьеСтокса, точные решения гидродинамических уравнений течения в круглом прямом канале, прямоугольной и кольцевой щели.

Если зона 3 содержит несколько обрабатываемых каналов с подобными геометрическими характеристиками, то расчет ведется для одного исследуемого канала, а при анализе течения во всех зонах, скорости потока и давление среды в данных каналах принимают аналогичными скоростям и давлениям потока в исследуемом канале. Общий расход среды в зоне находится как сумма расходов во всех ее каналах.

Если зона 3 содержит один канал с переменной Рис. 3. Зоны течения в нескольких каналах, образованных внешней поверхностью детали и внутренней формой сечения, то для расчета параметров потока, поверхностью приспособления такой канал рассматривают как совокупность нескольких областей течения основного типа с установТечение в зоне 2 сопровождается перестройкой лением общих граничных условий на границе раздела профиля потока от круглого в зоне 1 к требуемому областей течения.

в зоне 3 профилю потока. Для АЭО одноканальных В результате расчетов по модели течения получадеталей характер течения сводится к течению в диф- ется распределение скорости и давления потока в обфузоре. При АЭО многоканальных деталей характер рабатываемом канале, а также распределение касатечения сводится к течению в кольцевом зазоре или тельных напряжений рабочей среды на стенке канала.

к сочетанию течений в диффузоре и кольцевом зазо- Данное решение является приближенным и дополняре. При проектировании геометрии канала переход- ется расчетом распределения нормальных напряженика исходят из этих требований, учитывая условие ний на стенке канала с учетом влияния абразивного минимизации площади его внутренней поверхности.

наполнителя на параметры потока. Результаты расчеТечение в зоне 3 должно обеспечить условия для тов являются исходными данными для моделей конравномерной обработки всей поверхности канала до такта абразивного зерна с обрабатываемой поверхнотребуемой шероховатости с заданной производитель- стью.

Последовательность выбора моделей течения РС в проточных каналах № Шаг Примечание п/п 1 Выбор вида АЭО Характеристика обрабатываемых каналов: непроточные каналы – орбитальная АЭО;

проточные каналы с одинаковым количеством входных и выходных отверстий – двунаправленная АЭО; проточные каналы с различным количеством входных и выходных отверстий – однонаправленная АЭО 2 Разделение на зоны тече- Однонаправленная АЭО – 4 зоны. Двунаправленная АЭО – 3 или 4 зоны в зависимония сти от конфигурации входных и выходных отверстий 3 Зона 1. Рабочий цилиндр Модель течения в круглом прямом канале. Зона начального осесимметричного установки и установившегося течения. Начальные условия задаются на штоке 4 Зона 2. Переходники для Модель течения в диффузоре. Зона перестройки профиля потока от круглого к прозакрепления одноканаль- филю обрабатываемого канала. Начальные условия находятся из решения течения ных деталей в зоне 1. Решение течения в зоне 2 задает начальные условия зоны 5 Зона 2. Переходники для Модель течения в диффузоре и/или кольцевом канале. Начальные условия находятся закрепления многока- из решения течения в зоне 1. При задании начальных условий для зоны 3 необходимо нальных деталей дать оценку равномерности расхода РС во всех обрабатываемых каналах и рассмотреть перестройку профиля потока на входном отверстии каждого канала 6 Зона 3. Каналы детали Модели течения для различных каналов 7 Зона 2. Влияние переход- Для деталей с проточными каналами с одинаковым количеством входных и выходников на процесс истека- ных отверстий модели течения являются обратносимметричными во входных зонах 2.

ния потока из каналов Для однонаправленной АЭО зона 4 – модель свободного истечения и оценка эффекта детали упругого восстановления струи 8 Зона 1. Рабочий цилиндр Модель течения в круглом прямом канале. Расчет является проверочным. Для АЭО установки для АЭО с системой противодавления решается обратная задача оценки влияния выходного давления на параметры потока в зонах 2 и Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева Механизм возникновения упругих деформаций в микронеровностей д = 55 мкм, коэффициенты для потоке РС при АЭО рассмотрен в [3].

Pages:     | 1 |   ...   | 39 | 40 || 42 | 43 |   ...   | 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.