Исследование распределения давления рабочей среды при установившемся течении по длине канала и его влияния на условия абразивно-экструзионной обработки

Рис. 2

Срыва потока с острой входной кромки не наблюдается. Обрабатывается вся поверхность канала за исключением прямого основания лопатки на входе в канал. Размер застойной зоны 2 в течение всего процесса обработки не меняется.

В результате проведенных исследований конструктивные элементы деталей по условиям обработки разделены на пять групп. К первой группе отнесены детали, не требующие применения специальных устройств или режимов деформирования рабочей среды. Во вторую группу включены элементы, обработать которые можно только при использова -

нии направляющих аппаратов. В третьей группе объединены детали, для АЭО которых необходимы как направляющие аппараты, так и специальные способы продавливания среды. К четвертой группе отнесены детали с переменной формой поперечного сечения. Для успешной обработки таких деталей необходимо применять выравнивающие устройства. В пятую группу отнесены детали с малыми поперечными размерами, для АЭО которых требуются рабочие среды с пониженной эффективной вязкостью и малой дисперсностью абразивного наполнителя.

V. A. Levko, D. M. Tyrilov, I. A. Larkina Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

CURRENT NATURE OF THE WORKING ENVIRONMENT AT ABRASIVE-EXTRUSION BLADES' PROCESSING

The description of the working environment at abrasive-extrusion blades' processing is shown. According to the explored conditions of the processing the constructive elements of the details were divided into five groups.

© Левко В. А., Турилов Д. М., Ларкина И. А., 2010

УДК 621.923.01

В. А. Левко, Е. О. Нуждова, Д. О. Харин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ТЕЧЕНИИ ПО ДЛИНЕ КАНАЛА И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА УСЛОВИЯ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ*

Исследуется характер распределения давления потока рабочей среды по длине канала. Установлено, что при установившемся течении влияние длины канала на условие абразивно-экструзионной обработки минимально.

Для теоретического описания процесса течения рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке (АЭО) применяются два подхода. Согласно модели бингамовского пластика [1] сдвиговое течение РС при АЭО осуществляется за счет перепада давлений среды на входе и выходе обрабатываемого канала. Исходя из этой модели, в каналах большой длины

перепад давлений приводит к появлению неравномерности обработки по длине. Модель течения среды, построенная на преобразованной модели Каргина-Слонимского-Рауза (КСР) [2], показывает, что при установившемся течении сдвига перепад давлений при абразивно-экструзионной обработке будет минимальным.

* Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России ».

Решетневские чтения

Объектом исследования являлся установившийся поток рабочей среды. Для проведения экспериментов по выявлению характера изменения давления в обрабатываемом канале создано опытное приспособление (рис. 1) и схема измерения параметров процесса (рис. 2).

Рис. 1. Приспособление для исследования

Корпус 1 и крышка 2 имеют пазы для взаимного расположения. Два переходника 3 обеспечивают соединение корпуса и крышки между собой, а также установку собранного приспособления в рабочие цилиндры установки УЭШ-100 М. В паз крышки 2 устанавливается прямоугольный образец 4. В собранном приспособлении имитируется прямоугольный канал 5, имеющий сечение 10*10 мм и длину 108 мм. Материал образца и имитатора - сталь 38ХГС.

12 3 4

PI Р2 РЗ Р4

Рис. 2. Схема измерения параметров

В сечениях 1, 2, 3 и 4 измерялись шероховатость Ra поверхности, величина изменения глубины репер-ной точки Ah после 20 циклов АЭО при различных величинах входного давления Рвх. На осциллограммах фиксировался характер и величина изменения давления среды Р. Конструкция приспособления позволила обеспечить перестройку профиля потока в переходниках и исключить влияние перестройки на распределение давления по длине канала.

Применена рабочая среда следующего состава: наполнитель - нормальный электрокорунд 18А зернистостью 320 мкм, весовое содержание - 50 %; плотность среды р = 1410,32 кг/м3, упругие свойства - модуль Юнга Е = 119600, величина коэффициента Пуассона д = 0,411. Результаты экспериментов приведены в таблице. Величина давления Р определена по пиковому (максимальному) значению давления на осциллограмме.

Результаты исследования показали, что изменение давления по длине канала при установившемся течении несущественно. Основное влияние на численное значение давления в канале оказывает величина входного давления и коэффициент потерь потока среды при перестройке его профиля на входе в обрабатываемый канал.

Изменение шероховатости и величины удаленного слоя материала при установившемся сдвиговом течении среды слабо зависят от длины обрабатываемого канала. Результаты этих исследований подтверждают применимость для расчетов параметров АЭО модели течения среды, построенной на преобразованной модели КСР.

Изменение давления по времени аналогично во всех четырех исследуемых сечениях и практически происходит одновременно по всей длине канала. Изменение величины давления среды связано с условиями течения среды в канале и режимами деформирования вязкоупругих цепочек.

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 Чебоксарский гос. педаг. ун-та : сб. науч. тр. ; Чувашский гос. пед. ун-т. Чебоксары, 2008. № 2. С. 85-94.

Результаты исследования

Рвх, МПа 1 сечение 2 сечение 3 сечение 4 сечение

Р, МПа Ra, мкм Ah, мкм Р, МПа Ra, мкм Ah, мкм Р, МПа Ra, мкм Ah, мкм Р, МПа Ra, мкм Ah, мкм

6,0 0,9 0,35 75 0,9 0,37 70 0,89 0,36 70 0,88 0,36 75

9,0 1,4 0,30 100 1,39 0,31 95 1,38 0,32 95 1,38 0,32 100

12,0 1,8 0,25 150 1,79 0,26 145 1,78 0,26 145 1,76 0,25 150

V. A. Levko, E. O. Nyzhdova, D. O. Kharin Siberian State Aerospace University named after Academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

STUDY OF THE WORKING ENVIRONMENT PRESSURE DISTRIBUTION AT THE FORMED CURRENT AT CHANNEL LENGTH AND ITS INFLUENCE THE ABRASIVE-EXTRUSION PROCESSIONG CONDITIONS

The nature of the pressure sharing of the working environment flow at channel length is researched. It is known that at the formed current the channel length influences the abrasive-extrusion metal processing conditions minimally.

© Левко В. А., Нуждова Е. О., Харин Д. О., 2010

УДК 669.056.9

А. Ю. Литвинчук

ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск

КРИТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕСУЩИХ КОРПУСОВ ИЗДЕЛИЙ БОЕВОЙ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

Рассмотрена технология изготовления вафельных оболочек на различных в том числе пространственно сложных геометрических элементах (сфера, тор). Проведена работа по анализу и возможности использования инструментов CAD/CAM систем при проектировании 3D-моделей и технологии изготовления обечаек.

В конструкции несущих корпусов (баки, отсеки, купола и т. п.) изделий боевой и ракетно-космической техники широкое применение находят вафельные оболочки различной геометрической формы - цилиндрические, конические, сферические и др.

Применение их по сравнению с гладким, усиленным шпангоутно-стрингерным набором имеет ряд конструктивных преимуществ: достаточную проч-ность конструкции при минимальном весе; устойчивость к сосредоточенным и распределенным нагруз-кам; точность и стабильность геометрических и весовых параметров; высокую преемственность конструкций, ранее освоенных.

Технология получения вафельного фона относится к классу уникальных и требует применения специальных фрезерных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и системы автоматизированного проектирования и программирования технологического процесса вафельной обработки.

Для изготовления элементов ракетно-космической техники (РКТ), имеющих в своих конструкциях вафельные оболочки, используются специализированные системы автоматизированного проектирования

(САПР), разработанные более 30 лет назад. Использование современных ЭВМ и информационных технологий дает возможность глубокой автоматизации процессов проектирования технологии изготовления обечаек и 3Э-моделей, а также разработки, отладки и проверки УП, что позволит исключить цепочку возможных ошибок, связанных с ручным переносом геометрической информации в САПР ЧПУ старого поколения. Трехмерная геометрическая модель элемента является основным источником геометрической информации, на основе которой выстраивается цепочка сквозной работы различных (в том числе, технологических) подразделений предприятия (см. рисунок).

/

( с

ЭБ-электронная модель

A. Litvinchuk

JSC «Krasnoyarsk machinery-building plant», Russia, Krasnoyarsk

CRITICAL MANUFACTURING TECHNIQUES OF BEARING CARRIER OF FIGHTING PRODUCTS AND SPACE-ROCKET TECHNICS

The manufacturing techniques of wafer jackets on various including spatially difficult geometrical elements are considered. Operation under the analysis and possibility of CAD/CAM systems tools usage at designing 3D-models and manufacturing techniques of shells is led.

© .HHTBHHHyK A. ro., 2010