CC BY
9Рис. 1. Изменение шероховатости поверхности Rа после ЭЭО в процессе ЭХОН от количества циклов п при обработке стали 12Х18Н10Т: 1 - F = 1500 мм2, Ка = 60 % - Rа = 12,9.0,97п; 2 - F = 500 мм2, Ка = 60 % - Rа = 12,49.0,96п; 3- F = 1500 мм2, Ка = 80 % - Rа = 12,03.0,94п; 4- F = 500 мм2, Ка = 60 % - Rа = 9,64 0,94п
К такому же результату приводит уменьшение содержания абразива в рабочей смеси, когда увеличение промежутков между абразивными зернами позволяет создавать условия для перемещения активного абразивного зерна внутрь «жгута», также уменьшая глубину царапины. Шероховатость поверхности окончательно формируется на последней стадии удаления дефектного слоя (зона В).
Результаты эксперимента подтверждают данные, полученные в процессе лабораторных испытаний: для обеспечения шероховатости ниже 0,6 мкм необходимо применить абразив с величиной до 50 мкм независимо от площади проходного сечения канала и содержания абразива в РС.
Библиографическая ссылка
1. Сысоев С. К., Сысоев А. С. Экструзионное хо-нингование деталей летательных аппаратов: теория, исследования, практика : монография ; Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2005.
L. P. Sysoeva, A. S. Sysoev, I. V. Kopitov, S. K. Sysoev Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
FORMATION OF THE DIRECTED ROUGHNESS IN CHANNELS OF LI QUID-PROPELLANT ROCKET ENGINE DETAILS
The results of researches on formation of the directed roughness of a detail surface with the abrasive-extrude honing (AEH) are described. The experiments are carried out on pilot installation in the laboratory of Siberian State Aerospace University. The exponentialof characteristic curve roughness on technology factors are accumulated. The treatment modes for change of any roughness on directed are chosen.
© Сысоева Л. П., Сысоев А. С., Копытов И. В., Сысоев С. К., 2011
УДК 621.81.004
И. В. Трифанов, Л. С. Малько, А. В. Сутягин, Ю. В. Непогодьева
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОЦЕНКИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАГРУЗОК НА ИНСТРУМЕНТ ПРИ РОТАЦИОННОМ ТОЧЕНИИ
Приведены результаты экспериментальных исследований по оценке температурных нагрузок на инструмент при ротационном точении наружных винтовых поверхностей деталей машин.
Работоспособность режущего инструмента во многом определяется температурным фактором, сопровождающим процесс лезвийной обработки металлов. В работах А. Н. Резникова [1; 2] на основе теп-лофизического анализа процесса механической обработки деталей машин изложены основные способы управления тепловыми явлениями при резании лезвийными инструментами, применение которых позволяет снизить температуру резания, что существенно может сказаться на повышении стойкости инстру-
мента и производительности процесса обработки в целом.
Применительно к предмету нашего исследования наиболее важными являются способ регулирования длительности контакта режущего элемента инструмента с обрабатываемым материалом и ротационный способ обработки.
Как следует из анализа схем движений при формировании наружной винтовой поверхности (НВП) деталей принудительно вращаемым многолезвийным
Решетневские чтения
инструментом [3], режущая кромка инструмента кроме продольного перемещения совершает вращательное движение вокруг оси инструмента с окружной скоростью ¥р. При исследовании процесса ротационного точения гладких цилиндрических поверхностей круглыми самовращающимися резцами экспериментально установлено [4], что при отношении окружной скорости вращения режущей кромки к скорости резания в пределах 0,05-1 имеет место интенсивное снижение температуры на передней поверхности резца. В характере движения режущей кромки круглого резца для ротационного точения гладкой цилиндрической поверхности и кромки режущего элемента многолезвийного инструмента для обработки НВП детали имеются различия. Однако общим для этих видов обработки является наличие касательного движения режущей кромки в процессе срезания припуска. Поэтому можно предположить, что и для случая точения НВП детали многолезвийным инструментом с применением устройства, интегрированного с токар-но-винторезным станком [5], может сказаться благоприятное влияние указанного фактора на снижение температуры резания. Дополнительному снижению температуры резания при обработке НВП детали многолезвийным инструментом также должно способствовать прерывание контакта режущего элемента с обрабатываемым материалом благодаря многолез-вийности инструмента.
Для подтверждения этого вывода, а стало быть и преимущества усовершенствованной технологии обработки НВП на основе ротационного точения принудительно вращаемым многолезвийным инструментом по параметрам тепловых явлений в зоне резания в сравнении с технологией обработки НВП с применением радиальных фасонных резцов, было проведено экспериментальное исследование по оценке характера распределения температуры на поверхности инструмента, детали и стружки в процессе обработки НВП детали.
Распределение температуры на поверхности режущих элементов инструмента, стружки и детали исследовали бесконтактным методом с помощью тепловизора модели Но^М БТХ (см. рисунок).
Компьютерный анализ теплограмм, полученный при обработке НВП детали многолезвийным инструментом, показал, что температура стружки в зоне резания составила 280-300 °С, температура режущего лезвия инструмента на выходе из зоны резания - 40 °С, на входе в зону резания - 32 °С. При ротационном точении многолезвийным инструментом вне зависимости от длины обрабатываемой НВП температура стружки и температура режущего элемента на входе и выходе остаются неизменными.
Таким образом, экспериментальные исследования показали, что имеет место снижение температуры стружки в зоне резания и температуры поверхности режущего элемента при обработке НВП детали ротационным точением многолезвийным инструментом. Стало быть, такие факторы, как нестационарность теплообмена в зоне резания, частичная замена трения скольжения между инструментом и заготовкой на трение качения, свойственные для ротационного точения гладких поверхностей круглыми самовращающимися резцами, являются благоприятными и для ротационного точения НВП детали многолезвийным инструментом с применением устройства, интегрированного с токарно-винторезным станком.
Библиографические ссылки
1. Резников А. Н. Теплофизика процессов технической обработки материалов. М. : Машиностроение, 1981.
2. Резников А. Н., Резников Л. А. Тепловые процессы в технологических системах. М. : Машиностроение, 1990.
3. Малько Л. С., Сутягин А. В., Трифанов И. В. Разработка многолезвийного инструмента для ротационного точения винтовой поверхности деталей машин // Вестник СибГАУ. № 6 (32). 2010.
4. Резников А. Н. Теплообмен при резании и охлаждении инструментов. М. : Машгиз, 1963.
5. Малько Л. С., Сутягин А. В., Трифанов И. В. Особенности компоновки и изготовления устройства интегрированного с токарно-винторезным станком для ротационного точения винтовой поверхности де -тали многолезвийным инструментом // Вестник СибГАУ. № 6 (32). 2010.
я» и мк»:
Вид теплограмм, получаемых с помощью тепловизора Н^ИМ БТХ, в процессе обработки НВП детали ротационным точением многолезвийным инструментом
I. V. Trifanov, L. S. Malko, A. V. Sutygin, J. V. Nepogodeva Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
EXPERIMENTAL RESEARCHES OF THE ESTIMATION OF TEMPERATURE LOADINGS ON THE TOOL AT ROTATIONAL SHARPENING
Results of experimental researches are resulted according to temperature loadings on the tool at rotational sharpening external screw surfaces of details of machine are presented in the article.
© Tpn^aHOB H. B., MantKo .n. C., CyraraH A. B., HenorogteBa ro. B., 2011
УДК 621.38
И. В. Трифанов, Л. И. Оборина, Б. Н. Исмаылов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВОЛНОВОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Представлены условия изготовления волноводов КВЧ-диапозона из металлополимерных композиционных материалов.
К волноводам, работающим в КВЧ-диапазоне, при изготовлении их из полимерных композиционных материалов (ПКМ) предъявляются требования по размерной и структурной стабильности, а также обеспечению необходимой точности, шероховатости рабочей поверхности и электрической проводимости канала. Кроме того, для создания высокоэффективных волноводных элементов, работающих в КВЧ-диапа-зоне, необходимо, чтобы коэффициент отражения высокочастотной энергии по мощности был не менее 0,98 на частоте 60 ГГц. В связи с этим перспективным представляется создание многослойных металлопо-лимерных композиций с высокой поверхностной электропроводимостью. Для достижения изложенных требований необходима разработка эффективных методов формообразования изделий из ПКМ. При изготовлении деталей волноводов из ПКМ одним из главных технологических параметров является вязкость связующего, так как она определяет степень пропи-тываемости материала, условия его смачиваемости и содержание связующего. Величина вязкости связующего зависит от температуры и времени переработки ПКМ в конструкции изделия и определяется по формуле [1]
В = т ехр(Ел /ЯТЖ„[ехр(-£, /ЯТ)] -т, (1)
где д - вязкость; т - время переработки; Т - температура; до, К0 -константы; Еп, Ек - эффективные энергии активации процессов течения и отвердения связующего; Я - универсальная газовая постоянная.
Уравнение (1) позволяет для связующих построить диаграмму вязкость - температура - время, необходимые для оптимизации условий переработки. Установлено, что эффективная энергия гелеобразования связующего Ед уменьшается с увеличением интервала
рабочей температуры Т (при повышении температуры в интервале 40 оС Ед уменьшается на 8,5 КДж/моль для связующего ЭДТ-10). Использования критерия Бейли позволяет рассчитывать температурно-временные режимы промежуточной обработки ПКМ при изготовлении волноводов и вводить ограничения на время намотки материала ПКМ:
=1,
0 т(Т)
где тк - критическое время, т(Т) - функциональная зависимость, определяемая экспериментально.
Учет зависимых, отражающих реологические свойства связующих, позволяют оптимизировать процесс изготовления волноводов. В результате проведенных исследований установлено, что для обеспечения низких потерь при прохождении волны и требуемого коэффициента отражения необходимо иметь высокотокопроводящее покрытие рабочей поверхности толщиной не менее 2,5 мкм. В качестве таких покрытий могут быть использованы никель, молибден, медь, алюминий, серебро, а также металлические пленки. Создание многослойных металлополимерных конструкций волноводов позволяет обеспечить раз-меростабильные геометрические параметры, что может быть получено при низком температурном коэффициенте линейного расширения (1-2)-10-6 1/оС.
Библиографическая ссылка
1. Сидоров О. Н., Юсупов М. А. Оптимизация технологических параметров переработки эпоксидных связующих при создании изделий и композиционных материалов // Конверсия в машиностроении. 2002. № 2. С. 99-102.
