CC BY
3
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2
УДК 621.923.02
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АБРАЗИВНОГО ВИБРАЦИОННОГО УДАЛЕНИЯ
ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ
Е. К.Васильева, В. И. Трифанов, О. А. Суханова, И.В. Трифанов
1Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлен порядок расчета технологических параметров абразивного вибрационного удаления оксидной пленки с микронеровностей обрабатываемой поверхности. Получены формулы для определения величины снимаемого припуска при вибрационном абразивном полировании.
Ключевые слова: оксидная пленка, энергия разрушения, сила трения, напряжение среза.
DETERMINATION OF PARAMETERS OF ABRASIVE VIBRATORY REMOVAL
OF OXIDE FILM
E. K. Vasilyeva , V. I. Trifanov , O. A. Sukhanov, I. V. Trifanov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The method of choosing the grain size of the abrasive is substantiated, taking into account the limiting thickness of the removal during AMS. The dependence of the cutting force is presented, taking into account the conditions of abrasive polishing and the geometric parameters of the abrasive
Key words: oxide film, fracture energy, friction force, shear stress
При анодно-абразивном полировании (ААП) каналов малого сечения, выполненных из сплава 32 НКД или меди в пассивирующих электролитах NaNO3, Na2SO4 и др., на обрабатываемой поверхности образуется оксидная пленка толщиной 0,01-0,1 мкм [1,2].
Оксидная пленка способствует падению напряжения на электродах до 2,8В, а также микрорастравливанию обрабатываемой поверхности, что ухудшает выходные показатели ААП. Для улучшения процесса выравнивания шероховатости поверхности необходимо удалять оксидные пленки с гребешков микронеровностей, активируя их для повышения скорости анодного растворения при помощи вибрирующего абразивонесущего катода -инструмента [2].
При этом важную роль играет выбор параметров абразивного удаления оксидной пленки на микронеровностях с сохранением ее в микровпадинах шероховатости обрабатываемой поверхности. Это необходимо для повышения локализации процесса анодного растворения микронеровностей и сохранения исходной точности канала.
Энергия необходимая для разрушения оксидной пленки:
W = Fmp ■ V■ t-а (1)
где F-тр - сила трения, V - скорость скольжения, t - время контакта, а - коэффициент распределения тепловых потоков.
Силу трения можно определить по формуле [3]:
Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»
^тр Ра ' ^и ' /тр (2)
где Ра - внешнее давление на абразивное зерно, Би - площадь катода-инструмента с абразивонесущим материалом, ^ - коэффициент трения.
Параметры абразивного вибрационного полирования для удаления оксидной пленки зависит от амплитуды и частоты колебаний абразивонесущего катода - инструмента. При продольных колебаниях с амплитудой А и частотой ю абразивонесущего эластичного катода-инструмента скорость скольжения может быть рассчитана по формуле:
V = А -а, мм / с (3)
Период колебаний будет равен:
т 1
1 =~ (4)
а
Подставив в формулу 1 выражения 2-3, получим зависимость для расчета энергии разрушения оксидной пленки:
& = Ра - Su - /тр - А-а-I-а (5)
Разрушение оксидной пленки происходит за счет среза при абразивном полировании. Критическое напряжение среза микронеровности ткр можно оценить по формуле:
л V Н
Ткр =дт ■ к,-2 (6)
мм
где, 5т - предел текучести обрабатываемого материала, к коэффициент, учитывающий снижение 5т при срезе, к=0,25-0,35 в зависимости от обрабатываемого материала.
Оценить объем материала удаленного припуска абразивной отработкой можно по формуле:
б = & / гКр (7)
Размер удаленного припуска И можно рассчитать по формуле:
h =
Q
(8)
b ■ l
где, b и l - ширина и длина обрабатываемой поверхности.
На основе анализа расчета энергии разрушения оксидной пленки определены параметры для удаления ее вибрационным полированием. Получены формулы для расчета энергии удаления оксидной пленки с учетом силы трения, частоты и амплитуды вибрации абразивного инструмента. С учетом энергии удаления оксидной пленки и критического напряжения, среза ее толщины определена величина срезаемого припуска.
Библиографические ссылки
1. Химическое и электрохимическое полирование [Электронный ресурс]. URL: http://www.polirovanie.ru/electrochemical.php (дата обращения: 29.03.2021).
2. Трифанов В.И., Карелина Е.А., Суханова О.А., Трифанов И.В, Исследование параметров процесса анодно-абразивного полирования каналов малого сечения // Современные наукоемкие технологии № 11. 2020. С.79-86
3. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов: Машиностроение, 1974. 319 С.
© Васильева Е.К., Трифанов В. И., Суханова О. А., Трифанов И.В., 2022
