Технология чистовой обработки винтовых каналов комбинированными методами

• Автор: Гореликов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ КАНАЛОВ

1 Л. Типовые детали с винтовыми каналами

1.2. Методы чистовой обработки винтовых каналов

1.2.1. Отделочная обработка свободным абразивом

1 .2.2. Обработка связанным абразивом

1.2.3. Упрочнение поверхностным пластическим деформированием

1.2.4. Электрические методы обработки

1.2.5. Особенности комбинированной упрочняющей обработки

1.2.6. Условия формирования поверхностного слоя в процессе комбинированной обработки
1.3. Теория и технология магнитоимпульсного формообразования
1.3.1. Принципы реализации метода
1.3.2. Особенности магнитоимпульсного формообразования
1.3.3. Проектирование технологического процесса
1.4. Постановка цели и задач исследований
2. ПУТИ СОЗДАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО МЕТОДА ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ КАНАЛОВ
2.1. Рабочие гипотезы
2.2. Новые технические решения для создания технологии и оборудования
2.3. Лабораторное и экспериментальное оборудование
2.4. Программа выполнения работы
2.5. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ КАНАЛОВ
3.1. Структура процесса обработки несвязанными гранулами
3.2. Физическая модель движения гранулы в магнитном поле
3.3. Движение гранул в винтовом канале
3.4. Получение требуемого наклепа
3.5. Снижение шероховатости
3.6. Динамика перемещения вязких обрабатывающих сред
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Экспериментальное обоснование правомерности моделей
4.2. Проектирование технологического процесса магнитоимпульсной обработки винтовых поверхностей
4.3. Оборудование для комбинированной обработки
4.4. Эксплуатационные характеристики деталей с винтовыми каналами
после комбинированной обработки
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В технике используется значительное количество деталей, имеющих винтовые рабочие поверхности. К ним относятся лопасти воздушных винтов, лопатки вентиляторов, компрессоров, турбин. Типовыми представителями этой группы изделий являются шнеки, применяемые для транспортирования твердых, жидких и газообразных материалов в промышленном производстве, в транспортной отрасли и аэрокосмической технике. Шнеки имеют различную геометрию лопастей, постоянный и переменный шаг витков, могут выполняться из одного или нескольких сопрягаемых материалов. В большинстве случаев профиль винтовых лопастей требуется обрабатывать, обеспечивая при этом высокую чистоту и работоспособность поверхностей в условиях вибраций и больших градиентов температур, минимальное сопротивление движению рабочих сред, перемещаемых шнеком. Аналогичные требования предъявляются другим деталям с винтовыми рабочими поверхностями.
Традиционные методы обработки резанием имеют ограниченное использование при изготовлении изделий с винтовыми каналами. Особенно большие трудности вызывают финишные операции чистовой обработки при профилировании рабочих участков шнеков с полузакрытым профилем лопастей и переменным шагом витков, когда доступ режущего инструмента затруднен или невозможен. Попытки чистового формообразования винтовых профилей абразивными гранулами путем из перемещения вдоль оси шнека нашли ограниченное применение из-за широкого разброса конечных показателей по длине рабочего тракта, что ограничивает надежность изделий и их эксплуатационные характеристики. Кроме того, не удавалось механически упрочнить поверхностный слой лопасти шнека, так как гранулы обрабатывающей среды в межлопастном пространстве не могли получить требуемый импульс энергии. Потребовалась разработка нового способа и технологии обработки винтовых каналов для достижения стабильных заданных показателей поверхности по наклепу, шероховатости и точности профиля лопастей

роль, которую играет наполнитель, вводимый в струю электролита на ее движение в МЭП и привести уравнения к виду, позволяющему использовать их в производственных целях. При традиционной ЭХО для удаления продуктов анодного растворения из МЭП вновь подаваемый электролит необходимо прокачивать со значительным давлением. При разрабатываемом методе в этом нет необходимости, так как шлам и газовые продукты анодного растворения удаляются из зоны обработки «самотеком» и значительной роли в формировании поверхностного слоя детали не играют. Наибольшее влияние на технологические показатели процесса оказывает вид движения рабочей среды от форсунки до обрабатываемой поверхности и ее распределение по заготовке. При рассмотрении только этого участка траектории, приведенные выше выражения значительно упрощаются. Это позволяет в дальнейшем рассматривать рабочую среду только как двухфазную (электролит и наполнитель), плотность которой:
Рср ~ Рэл (Ргр — Рэл)Р 5 (1' Ю)
где рэл, pjp - плотность электролита и наполнителя;
(3 - концентрация гранул наполнителя в электролите.
Истечение сред из форсунок, в отличие от течения по каналам, является неустановившимся. Форсунки постоянно работают в нестационарном режиме, что может быть объяснено тем, что в процессе их работы возникают волны, приводящие к распаду сред на капли.
Для оптимизации процесса размерной электрохимикомеханической обработки необходимо получить уравнения, которые описывали бы влияние на него следующих параметров: траектории струи электролита и гранул наполнителя, их концентрации, максимально возможного удаления обрабатываемой поверхности от форсунки и усилие при соударении гранул с деталью. Показано [81], что давление Рс в области сжатия струи является величиной нелинейной и зависит от расстояния относительно входного сечения 12. Наиболее глубокое и устойчивое разряжение наблюдается на расстоянии 12 = (0,5-0,7)ёф (ёф - диаметр входного сечения форсунки).