CC BY
32
УДК 621.45.043.001.895:62-408
ИНОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ШЛИЦЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТУРБОНАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ ЖРД
Л. К. Селиванов Научный руководитель - В. П. Назаров
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: selivanovlev18v@mail.ru
Рассматриваются инновационные методы обработки шлицевых поверхностей в производстве турбонасосных агрегатов ЖРД.
Ключевые слова: электроэрозионная обработка, шлицы.
INNOVATIVE METHODS FOR TREATING SPLENDABLE SURFACES IN THE PRODUCTION OF TURBONESET LRD AGGREGATES
L. K. Selivanov Scientific Supervisor - V. P. Nazarov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: selivanovlev18v@mail.ru
We consider innovative methods of processing spline surfaces in the production of turbopump assemblies LRE.
Keywords: electroerosive processing slots
Шлиц - представляет собой паз на валу, в который входит зуб сопряжённой детали, образуя шлицевое соединение, служащее для передачи крутящего момента.
Шлицевое (зубчатое) соединение - соединение вала (охватываемой поверхности) и отверстия (охватывающей поверхности) с помощью шлицев (пазов) и зубьев (выступов), радиально расположенных на поверхности. Обладает большой прочностью, обеспечивает соосность вала и отверстия, с возможностью осевого перемещения детали вдоль оси.
Шлицы и шлицевые соединения широко применяются в ТНА, Например соединение валов через шлицевые рессоры, соединение газовой турбины и вала [1].
Известны следующие методы обработки шлицев:
1) фрезерование дисковыми двусторонними фрезами и профильной фрезой. Этот способ применяют при выполнении случайных заказов и ремонте;
2) фрезерование профильной фрезой. Этот способ применяют, если серия небольшая и нет специального шлицефрезерного станка;
3) фрезерование червячными фрезами по способу обкатки. Этот способ самый распространенный. Обработку выполняют на специальных шлицефрезерных станках. Валы диаметром до 30 мм фрезеруют за один рабочий ход, а большего диаметра - за два рабочих хода;
4) фрезерование фасонными фрезами в два рабочих хода. Данный способ в 3-4 раза производительнее, чем обработка по третьему способу. Ее можно выполнять на универсально-фрезерных станках;
5) протягивание шлицевых канавок в 12-15 раз производительнее, чем обработка по третьему способу. Шлицепротягивание сквозных шлицев производится цепными протяжками, профиль
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 1
которых соответствует профилю шлицевого паза. Каждый паз протягивается отдельно, а для обработки всех пазов используется делительное устройство. Для обработки несквозных шлицев используются блочные протяжки с независимой установкой и перемещением резцов в радиальном направлении.
Возможна также обработка шлицев с использованием так называемых охватывающих протяжек. Однако из-за сложности инструмента этот способ применяется сравнительно редко;
6) шлицестрогание применяется, как правило, на специальных станках-полуавтоматах, которые могут работать как отдельно, так и будучи встроенными в автоматическую линию. Этим методом чаще всего обрабатываются сквозные шлицы или шлицы, у которых предусмотрен выход для резцов;
7) накатывание шлицевых выступов. Данный способ дает точность по шагу до 0,03 мм. Производительность выше, чем при третьем способе, в десятки раз, а прочность детали повышается на 10...20 % [2].
В результате анализа в докладе представлен более перспективный метод, метод электроэрозионной обработки.
Электроэрозия - это разрушение поверхности изделия под действием электрического разряда. Основателями технологии являются советские ученые-технологи Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лаза-ренко.
Сущность и назначение электроэрозионной обработки
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) широко применяется для изменения размеров металлических изделий - для получения отверстий различной формы, фасонных полостей, профильных канавок и пазов в деталях из твердых сплавов, для упрочнения инструмента, для электропечатания, шлифования, резки и дрю [3].
Преимущества рассматриваемого метода
К достоинствам рассматриваемого метода можно отнести нижеприведенные моменты:
1. Самым главным достоинством данного метода является то, что используемый инструмент, который выступает в качестве электрода, может иметь произвольную форму. Этот момент определяет то, что можно провести образование закрытых каналов. Механическое снятие металла имеет много ограничений в плане того, какие можно получить формы.
2. Заготовка может быть представлена любым токопроводящим материалом. Однако отметим, что использовать материалы с высоким сопротивлением нельзя. Высокий показатель сопротивления приводит к нагреву поверхности.
3. Рассматриваемый процесс полностью автоматизирована. Этот момент определяет то, что вероятность возникновения человеческого фактора, приводящего к браку, исключается.
4. Точность получаемых размеров и степени шероховатости очень велика. При этом важно отметить, что можно получить высокую точность формы, размеров, шероховатости и других показателей.
5. Электроэрозионная обработка - современный метод производства, который с каждым годом пользуется все большей популярностью. В последнее время создается довольно много оборудования, которое может оказывать действие электрического разряда.
Недостатки
Есть определенные недостатки, которые определяют отсутствие возможности повсеместного использования электроэрозионной обработки. К основным недостаткам можно отнести?
1. Невысокая производительность. Для изменения формы или размеров, качества поверхности требуется довольно продолжительное воздействие электрического разряда. Большая часть оборудования имеет следующий показатель производительности: 10 миллиметров за одну минуту.
2. Высокое энергопотребление определяет то, что стоимость получения деталей очень высока. Электричество - самый дорогой источник энергии, который используется во многих сферах промышленности.
3. Сложность процесса определяет то, что управлять оборудованием может исключительно профессионал.
4. Есть определенные требования к тому, где устанавливается техника. Стоит учитывать то, что технология предусматривает подачу тока с высокой силой тока и напряжением.
5. Необходимость применения рабочей жидкости с высокими диэлектрическими свойствами, в среде которой проводится обработка, усложняет конструкцию станка и затрудняет его обслуживание [4].
Заключение
Таким образом, в докладе рассмотрены несколько методов обработки шлицев, но самым современным и перспективным является метод электроэрозионной обработки. Технология электроэрозионной обработки широко развивается и стала одним из распространенных способов обработки материалов, она прочно вошла в жизнь современной промышленности.
Ее использование позволяет легче воплотить в жизнь лучшие конструкторские решения при создании деталей, к которым предъявляются высокие требования надежности, жесткости, и изготавливаемых из твердых и труднообрабатываемых материалов. Данные детали в свою очередь совершенствуют различную технику.
Современные станки для электроэрозионной обработки призваны выполнять как массовые, так и единичные задачи эстетического (декорирование, шлифовка и т. п.) и практического (формирование пазов, перфорация сквозных и глухих отверстий, заточка режущего инструмента) характера. Себестоимость обработки на таком оборудовании значительно ниже аналогичного показателя, который характерен для металлорежущих станков.
Библиографические ссылки
1. Информационная торговая система eti.su (ЭлектроТехИнфо) [Электронный ресурс]. URL: http://www.eti.su/articles/electrotehnika/electrotehnika_887.html (Дата обращения 21.03.2019)
2. Высокие технологии журнал-блог [Электронный ресурс]. URL: https://vys-tech.ru/2017/08/ 12/elektroerozionnaya-obrabotka/ (дата обращения: 21.03.2019).
3. Абляз Т. Р., Ханов А. М., Хурматуллин О. Г. Современные подходы к технологии электроэрозионной обработки материалов : учеб. пособие. Пермь : Изд-во Пермь. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. 121 с.
4. Турбонасосные агрегаты ЖРД конструкции НПО Энергомаш / В. К. Иванов, А. М. Кашка-ров, Е. Н. Ромасенко и др. // Конверсия в машиностроении. 2006. № 1. С. 15-21.
© Селиванов Л. К., 2019
