CC BY
7Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли
Библиографические ссылки
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.
2. Левко В. А. Модель течения рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке тонких осесим-метричных каналов большой длины // Вестник Чу-
вашского государственного педагогического университета. Механика предельного состояния : сб. науч. тр. / под ред. акад. Д. И. Ивлева ; Чувашск. гос. педаг. ун-т. Чебоксары, 2008. № 2. С. 85-94.
3. Левко В. А. Абразивно-экструзионная обработка: современный уровень и теоретические основы процесса : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007.
V. A. Levko, E. O. Nyzhdova, D. O. Kharin
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
STUDY OF ALTERATIONS OF A CHANNEL PROFILE OF ALONG ITS LENGTH UNDER ABRASIVE FLOW MACHINING PROCESS
The authors present the results of the study of talteration of a profile of the channel along its length. The authors determine that calculation of alteration of a profile of a channel under formed flow media more exact on base transformed to models Kargin-Slonimskiy-Rouse is more precise.
© ^eBKO B. A., HyxgoBa E. O., XapuH fl. O., 2011
УДК. 621.924.079
В. А. Левко, Л. В. Полякова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ВИДЫ КОНТАКТА АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА ПРИ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ*
Приведено описание контакта абразивного зерна и микронеровностей обрабатываемой детали при абра-зивно-экструзионной обработке.
Основным отличием абразивно-экструзионной обработки (АЭО) от других видов струйной абразивной обработки является то, что в качестве носителя абразивных зерен применяется полимерная основа, способная к вязкоупругому деформированию. Поток вяз-коупругой рабочей среды в процессе АЭО при многократном сдвиговом течении принимает форму обрабатываемого канала, что позволяет осуществлять финишную обработку внутренних поверхностей различных сложнопрофильных деталей авиационно-космической техники [1]. Параметры течения наряду с геометрическими характеристиками обрабатываемого канала и свойствами материала определяют вид контактных взаимодействий микронеровностей поверхностного слоя обрабатываемого канала и абразивных зерен, перемещаемых в канале потоком вязкоупругой среды [2]. Механизм возникновения упругих деформаций в потоке при АЭО рассмотрен в работе [3].
Вращение среды как абразивного инструмента в обрабатываемом канале отсутствует. В контакте находятся разные по физико-механическим свойствам
тела, причем среда представляет собой композицию из самых твердых абразивных зерен и вязкоупругой полимерной основы. Контакт происходит при сдвиговом течении среды в достаточно узком диапазоне скоростей (0,001...0,1 м/с), а напряженно-деформированное состояние вязкоупругой основы определяет степень подвижности зерен в контакте.
Экспериментально наблюдалось пристеночное вращение зерна совместно с некоторым объемом среды. При этом частота вращения зависит от скорости сдвигового течения и размеров вращающегося объема среды. В то же время вращение обеспечивает периодическую смену микронеровностей зерен, находящихся в контакте, что обуславливает эффект постоянного самозатачивания среды как абразивного инструмента.
При течении вязкоупругой основы 1 абразивные зерна 2, контактируя с выступами 3 и впадинами 4 микронеровностей поверхностного слоя, копируют его микрорельеф (рис. 1).
*Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России ».
Решетневские чтения
Силы Fу и Fф, обусловленные напряженно-деформированным состоянием полимерной основы 1 над впадиной 4 микронеровности, выдавливают зерно из основы во впадину на определенную величину, зависящую от размера зерна 2, высоты выступов 3, шага впадины 4 и величины сближения (внедрения) зерна в зоне контакта 5 с боковой поверхностью выступа (рис. 2).
Рис. 1. Общая схема контакта абразивного зерна с микронеровностями поверхностного слоя
При начале контакта зерна с боковой поверхностью микронеровности со стороны вершины возникает реакция на воздействие. При этом часть микронеровностей зерна внедряется в материал поверхности на величину h, а само зерно начинает выдавливаться обратно в основу, совершая колебательные движения относительно линии контакта среды и детали. Величина h зависит от физико-механических свойств контактирующих тел и напряженно-деформированного состояния рабочей среды.
Рис. 2. Схема контакта абразивного зерна с впадиной микронеровности
Частота и амплитуда колебаний зерна определяются его величиной и параметрами шероховатости обрабатываемой детали. Исходя из этого можно принять, что шероховатость поверхностного слоя контактирующих тел по высотным параметрам подобна.
Для дальнейшего рассмотрения используется сферическая модель микронеровностей как для зерен рабочей среды, так и для обрабатываемой детали. При АЭО реализуется такой внутренний контакт, при котором обрабатываемая деталь и инструмент имеют одинаковый номинальный размер. Микронеровности поверхности моделируются сферическими сегментами с радиусом сд, микронеровности абразивных зерен инструмента - сферами радиусом си, выступающая часть которых имеет случайную высоту.
Еще одной особенностью АЭО является то, что между обрабатываемой поверхностью и инструментом отсутствует зазор. Среда полностью заполняет обрабатываемый канал, и номинальная и контурная площади касания совпадают. Продукты обработки (пленки, окислы, стружка основного материала) удаляются из зоны обработки потоком среды, постепенно накапливаясь в ней. В связи с этим при АЭО коэффициент объема для размещения стружки ку = 1.
При взаимодействии микронеровностей обрабатываемой детали и инструмента при АЭО контакт между ними может быть упругим, пластическим и упруго-пластическим. Для каждого вида контакта существуют свои зависимости производительности обработки и шероховатости обработанной поверхности.
Библиографические ссылки
1. Обеспечение точности расхода компонентов топлива через каналы деталей, обработанных экструзи-онным хонингованием / С. К. Сысоев, А. С. Сысоев, В. А. Левко и др. // Технология машиностроения. 2007. № 6. С. 48-52.
2. Левко В. А., Пшенко Е. Б. Влияние состава рабочей среды на технологические режимы абразивно-экструзионной обработки сложнопрофильных деталей // Вестник СибГАУ. 2006. Вып. 11.С. 64-68.
3. Левко В. А. Особенности реологии рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке // Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 7. С. 96-100.
V. A. Levko, L. V. Polyakova Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
TYPES OF CONTACT PF ABRASIVE GRAIN UNDER ABRASIVE FLOW MACHINING PROCESS
The authors present a description of contact of abrasive grain and processed detail under abrasive flow machining process.
© Левко В. А., Полякова Л. В., 2011
