Экспериментальное исследование термических характеристик процесса нарезания винтовой поверхности цилиндрических и глобоидных червяков ротационным точением многолезвийным инструментом

5. Давыдов В. М., Якуба Д. Д., Ледков Е. А., Хи-мухин С. Н. Адаптивная система управления процессом электроискрового легирования // Вестник Уфимского гос. авиационного технического ун-та. 2012. Т. 16, № 4 (49). С. 144-152.

References

1. Korotaev D. N., Kim V. A., Ivanova E. V. Vliyanie tekhnologicheskikh usloviy elektroiskrovogo legirovaniya na sostav, raspredelenie i energeticheskoe sostoyanie anodnogo massovogo potoka, Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya. 2008. № 6. P. 21-25.

2. Kazannikov O. V., Alekseenko V. G. Povyshenie proizvoditel'nosti metoda EIL pri razmernoy obrabotke detaley, Uchenye zametki TOGU, 2014, Tom 5, № 2, S. 226-230.

3. Verkhoturov D., Kozyr A. V., Konevtsov L. A. Issledovanie protsessa formirovaniya poverkhnostnogo sloya titanovogo splava pri elektroiskrovom legirovanii s uchetom kriteriya teplovogo vozdeystviya, Uchenye zapiski KnAGTU, 2015, T. 1, № 1, P. 68-75.

4. Ri Kh., Astapov I. A., Khimukhin S. N., Teslina M. A., Eremina K. P. Povyshenie kachestva elektroiskrovykh intermetalliidnykh pokrytiy, Uchenye zametki TOGU. 2013. T. 4, № 4. P. 1025-1030.

5. Davydov V. M., Yakuba D. D., Ledkov E. A., Khimukhin S. N. Adaptivnaya sistema upravleniya protsessom elektroiskrovogo legirovaniya, Vestnik Ufimskogo gosudarstvennogo aviatsionnogo tekhnicheskogo universiteta. 2012. T. 16, № 4 (49). P. 144-152.

© Соловьев В. В., Козырь А. В., 2015

УДК 678

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА НАРЕЗАНИЯ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И ГЛОБОИДНЫХ ЧЕРВЯКОВ РОТАЦИОННЫМ ТОЧЕНИЕМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

А. В. Сутягин, А. А. Загумённых, Л. С. Малько

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: Nastasya_930@mail.ru, sibgau_uks@mail.ru

Приведены результаты физического эксперимента по исследованию термических характеристик процесса нарезания винтовой поверхности цилиндрического и глобоидного червяков многолезвийным инструментом. Показано, что при ротационном точении винтовых поверхностей многолезвийным инструментом имеет место благоприятная температурная нагрузка на режущий элемент.

Ключевые слова: экспериментальное исследование, термические характеристики, теплограммма, цилиндрический и глобоидный червяки.

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE THERMAL CHARACTERISTICS OF THE PROCESS CUTTING HELICAL SURFACES OF CYLINDRICAL AND CONE WORMS OF ROTARY FLYWEIGHTS OF MULTIPLE TIP TOOLS

A. V. Sutyagin, A. A. Zagumennykh, L. S. Malko

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Nastasya_930@mail.ru, sibgau_uks@mail.ru

The results of physical experiment to study the thermal characteristics of the process to cut a surface of the cylindrical screw and cone worms of multiblade tool. It is shown that when turning a rotary screw surfaces multiblade tool holds a favorable thermal load on the cutting element.

Keywords: experimental study, thermal characteristics, thermogram, cone and cylindrical worm.

Тепловые явления при механической обработке, являющиеся следствием действия ряда технологических факторов и характеристик материала детали и режущего инструмента, существенно влияют на качество и производительность обработки, износ и стойкость инструмента. Эти явления изучены недостаточ-

но и в основном применительно к точению однолез-вийным инструментом.

Особенностью работы однолезвийного инструмента является непрерывный контакт режущего клина с обрабатываемым материалом, характеризующимся трением скольжением [1].

Решетнеескцие чтения. 2015

Для ротационного точения принудительно вращаемым многолезвийным инструментом цилиндрической и глобоидной винтовых поверхностей деталей характерен прерывистый контакт режущих элементов с обрабатываемым материалом, характеризующийся трением качением [2].

Это отличие ротационного резания от традиционного сопровождается рядом особенностей, которые положительно сказываются на протекании процесса обработки и, в частности, на его термических характеристиках.

С целью подтверждения указанного вывода было проведено экспериментальное исследование термических характеристик процесса нарезания цилиндрических и глобоидных винтовых поверхностей многолезвийным инструментом. Проводили нарезание винтовых поверхностей цилиндрических и глобоидных червяков модулем 10 мм. В качестве режущего инструмента использовали многолезвийный инструмент. Контроль тепловых характеристик осуществляли с помощью тепловизора марки НоММ БТХ. В качестве технологического оборудования использовали то-карно-винторезный станок, оснащенный устройством для ротационного точения [3], и зубофрезерный станок модели 5К328А для обработки цилиндрического и глобоидного червяков соответственно.

Материал заготовок для червяков - сталь 40ХН2МА, материал режущих элементов инструмента - быстрорежущая сталь Р6М5.

Вид полученных температурных полей в процессе нарезания винтовой поверхности цилиндрического и глобоидного червяков представлен на рис. 1 и 2.

Анализ теплограмм, полученных при нарезании винтовой поверхности цилиндрического червяка многолезвийным инструментом, показал, что температура на поверхности стружки в зоне резания составляет 280-300 оС, температура режущего лезвия инструмента на выходе из зоны резания была 25-40 оС, а на входе в зону резания - 26-32 оС.

Анализ теплограмм, полученных при нарезании винтовой поверхности глобоидного червяка многолезвийным инструментом, показал, что температура на поверхности стружки в зоне резания составляет (162,25-267,53 оС), режущего лезвия инструмента (27,5-74,72 оС) и на входе в зону резания (26,62-66,17 оС).

Таким образом, результаты эксперимента показали, что при ротационном точении винтовой поверхности цилиндрических и глобоидных червяков многолезвийным инструментом имеет место благоприятная температурная нагрузка на режущие элементы инструмента.

Это объясняется нестационарностью теплообмена в зоне резания, частичной заменой трения скольжения между режущим клином инструмента и материалом заготовки на трения качения, а также прерывностью работы режущего элемента благодаря многолезвий-ности инструмента.

¡5. :

Рис. 1. Температурные поля при ротационном точении винтовой поверхности цилиндрического червяка

многолезвийным инструментом

Р04 А

225,52'С -200

Щ -150

1-100

-50

24,32'С г 2

-50

1гЗ

Рис. 2. Температурные поля, при ротационном точении винтовой поверхности глобоидного червяка

многолезвийным инструментом

Библиографические ссылки

1. Якухин В. Г., Пономарев А. В., Максимов А. Д. Влияние тепловых явлений на процессы механической обработки // СТИН. 2009. № 8. С. 29-35.

2. Трифанов И. В., Малько Л. С., Сутягин А. В. Технология ротационного точения винтовых поверхностей деталей машин принудительно вращаемым многолезвийным инструментом : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. 116 с.

3. Сутягин А. В., Малько Л. С., Трифанов И. В. Технологические особенности многолезвийной обработки винтовых поверхностей ротационным точением // Вестник СибГАУ. 2010. Вып. 6(32). С. 134-139.

References

1. Yakuhin V. G., Ponomarev A. V., Maksimov A. D. Influence of thermal effects on the processes of machining // STIN. 2009. 8. Р. 29-35.

2. Trifanov I. V., Malko L. S., Sutyagin A. V. Rotary screw technology turning surfaces of machine parts forcibly rotated multiblade tool: monograph / Sib. state aerokosmich. univ. Krasnoyarsk, 2012. 116 pp.

3. Sutyagin A. V., Malko L. S., Trifanov I. V. Technological features multiblade processing helical surfaces by turning the rotary // Herald SibSAU, 2010. Issue 6 (32). Р. 134-139.

© CyraraH A. B., 3aryMeHHtix A. A., MantKO .n. C., 2015

УДК 621.92 3.9

ПОВЫШЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ КАНАЛОВ

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Л. П. Сысоева, А. Е. Саклакова, С. К. Сысоев, И. В. Пьянков, А. С. Сысоев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: sysoeva.tms@mail.ru

Рассмотрены возможности достижения равномерности обработки каналов в деталях летательных аппаратов при абразивно-экструзионной обработке изменением технологии приготовления рабочей среды.

Ключевые слова: абразивно-экструзионная обработка, рабочая среда, абразивное зерно, равномерность обработки, термопластичный полимер.

INCREASE THE ABRASIVE FLOW OF MACHINING UNIFORMITY OF AIRCRAFT CHANNELS

L. P. Syisoeva, A. E. Saklakova, S. K. Sysoev, I. V. Pjankov, A. S. Sysoev

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: sysoeva.tms@mail.ru

The paper deals with possibility of achieving the machining uniformity of aircraft channel at abrasive flow machining by improving the work medium preparation technology.

Keywords: abrasive flow machining, work medium, abrasive grains, machining uniformity, thermoplastic polymers.

Абразивно-экструзионная обработка (АЭО) является одним из методов финишной обработки, эффективно применяется для обработки сложнопрофильных и труднодоступных поверхностей деталей летательных аппаратов (ЛА). Данный метод финишной обработки был предложен Р. МакКарти в 1965 г. как Abrasive Flow Machine Process или Extrude Hone [1]. Суть метода заключается в экструзии вдоль обрабатываемых поверхностей вязкоупругих рабочих сред (РС), наполненных абразивными зернами. Обработка поверхности происходит в результате ее взаимодействия с единичным абразивным зерном, приводящего к изменению и разрушению твердых тел в трибологи-ческой системе, в которой происходит контакт твердых и упругих поверхностей.

Характер течения рабочей среды при обработке зависит от многих факторов: конструктивных особенностей обрабатываемой поверхности (соотношение длины канала к его площади, наличие местных со-

противлений, переменная форма поперечного сечения и др.), наличие противодавления в канале, состава рабочих сред и т. п. Изменение характера течения вызывает изменение условий контакта абразивных зерен с обрабатываемой поверхностью, появление конусности в канале и изменение шероховатости по его длине (см. рисунок, а) [2].

Для выравнивания условий течения РС применяются приспособления и системы различных конструкций [3]. Кроме того, равномерность обработки может достигаться путем использования различных дополнительных компонентов в составе РС.

Для увеличения равномерности прижима абразивного зерна к обрабатываемой поверхности к полимерной основе предложено добавлять одну-две унции (28,35-56,7 г) (в зависимости от содержания других компонентов) загустителя тетрафлороэтилена «Тефлон» в форме маленьких частиц или порошка и растертого талька на 1 фунт (0,4536 кг) каучука [4].