CC BY
13Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли
для этого при вакуумировании жидкого кислорода и азота применяют искусственное разрушение поверхностного слоя жидкости, что значительно уменьшает потери.
Проведенные первичные эксперименты показали, что при применении перемешивания жидкости уменьшается время выхода испытательного оборудования на заданный режим, а так же сокращается расход криоагента (жидкий азота) за счет увеличения интенсивности испарения.
Библиографический список
1. Краев, М. В. Введение в холодильную и криогенную технику : учеб. пособие / М. В. Краев ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2002.
2. Архаров, А. М. Криогенные системы : учебник для вузов по курсу «Криогенная техника» / А. М. Архаров, В. П. Беляков, Е. И. Микулин и др. М. : Машиностроение, 1987.
N. V. Baturov, Y. A. Filippov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
FEATURES OF TECHNOLOGY OF CRYOGENIC TESTS OF NODES FLYING MACHINES
Features of technology of cryogenic tests ofpneumatichydraulic nodes systems and automatics for the purpose ofperfection and increase of working capacity ofproducts offlying machines are considered.
© Батуров Н. В., Филиппов Ю. А., 2009
УДК 621.914
М. Л. Белявский Украинская академия печати, Украина, Львов
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕСТВЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований возможности повышения производительности механической обработки в условиях аэрокосмической отрасли путем реализации технологии резания с опережающим пластическим деформированием.
В последние десятилетия в развитых странах мира наметилась тенденция ускоренного развития аэрокосмической промышленности, что предопределяет прогресс металлообрабатывающего производства. Перед ведущими машиностроительными предприятиями ставится задача создания и усовершенствования существующих технологий механической обработки с целью повышения конкурентоспособности, надежности и обеспечения высокого уровня эксплуатационных свойств ответственных деталей аэрокосмических аппаратов.
В технологии механической обработки сформировалась тенденция перехода от абразивной обработки к лезвийной.
Сегодня чистовую и получистовую обработку поверхностей проводят инструментом, оснащенным твердым сплавом и очень редко сверхтвердыми материалами, поскольку сверхтвердые материалы не находят широкого применения у отечественных производителей, а связано это с отсутствием производственного опыта и практических рекомендаций по рациональному примене-
нию СТМ. Вместе с тем остаются нерешенные вопросы реализации высокопродуктивного процесса механической обработки алюминия, незакаленных сталей и чугунов и других конструкционных материалов.
Повышение производительности механической обработки ответственных деталей аэрокосмических аппаратов возможно за счет усовершенствования существующей технологии механической обработки, путем реализации процесса резания с опережающим пластическим деформированием.
Принципы реализации метода холодного деформационного упрочнения материала перед обработкой резанием и некоторые его преимущества сформулированы Я. Г. Усачевым в 1915 г. Академик В. Д. Кузнецов в 1956 г. говорил что это небольшая, сжато и ясно написанная работа производит очень сильное впечатление тонкостью эксперимента, глубиной мыслей, смелостью и убедительностью выводов.
До 1950-х годов метод обработки резанием материала, подвергнутого холодному деформаци-
Решетневские чтения
онному упрочнению, не привлекал внимание исследователей. Исключение составляла работа И. М. Грязнова.
В 1950-90-е гг. по этому вопросу опубликовано более 100 работ.
В период с 1970 по 2009 гг. было опубликовано более 30 патентов на изобретения, по технологии резания с опережающим пластическим деформированием из них: 78 %, 12 %, 10 % соответственно посвящены реализации технологии при точении, стругании и протягивании. Отсутствует патентная информация относительно реализации технологии при торцовом фрезеровании.
В последнее десятилетие, по направлению «резание с опережающим пластическим деформированием» было опубликовано больше 50 работ С. К. Амбросимова, Д. В. Крайнева, Ю. Н. Полян-чикова, Э. К. Посвятенка.
Необходимо отметить, что вышеупомянутые ученые исследовали продуктивность технологии резания с предварительным пластическим деформированием закаленных и незакаленных сталей и чугунов, титановых сплавов, алюминия, исключительно режущими элементами, оснащенными твердым сплавом.
В частности, метод, предложенный автором, расширяет сферу применения сверхтвердых материалов при обработке цилиндрических, плоских поверхностей, а также отверстий, изготовленных из незакаленных сталей, и заключается в формировании предварительного упрочненного поверхностного слоя обработанной поверхности пластическим деформированием и последующим срезанием упрочненного слоя сверхтвердым материалом.
Необходимо отметить, что при резании с предварительным пластическим деформированием часть работы, затрачиваемой на пластическую деформацию, предварительно выполняется дополнительным механическим источником энергии. В результате, режущим инструментом выполняется лишь оставшаяся часть работы, что приводит к снижению сил резания, температуры и, как следствие, к повышению стойкости инструмента и производительности труда.
Автором были разработаны математические модели технологического обеспечения качества при механической обработке в системе Simulink программы Matlab, которые свидетельствуют о том, что предложенная технология в целом на 72 % дает возможность повысить точность обработки, на 76 % уменьшить высоту микронеровности. Также были разработаны в системах MSC Nastran, Deform, имитационные модели процесса резания с опережающим пластическим деформированием инструментом, оснащенным СТМ.
Результаты имитационного моделирования свидетельствуют о том, что разработанный технологический метод позволяет снизить значения напряжения в зоне резания, температуры в зоне резания и на поверхности инструмента, круговой силы резания, соответственно, на 59,5 %; 38,6 %; 32,4 %; 69 %, а также дает возможность снизить на 58 %, 45 %, 33 % динамические перемещения шпинделя, комбинированной торцевой фрезы и рабочего стола.
Таким образом, предложенный способ позволяет обеспечить рентабельное применение СТМ в существующих производственных условиях, он обладает высокой технологичностью, простотой и универсальностью, что делает возможным его эффективное использование в условиях современного производства.
Обеспечивая повышение качества обработанной поверхности и снижая износ инструмента, метод не требует повышенных энергетических затрат и сложного оборудования.
Вместе с тем, предложенный способ можно реализовывать не только при обработке незакаленных сталей, но и существенно повысить производительность закаленных сталей, чугуна, алюминия, титана и других распространенных конструкционных материалов.
В дальнейших исследованиях планируется усовершенствовать ответственные узлы металлообрабатывающего оборудования с целью повышения эффективности реализации предложенной высокопроизводительной технологии механической обработки ответственных деталей аэрокосмических аппаратов.
M. L. Belyavskiy Ukraine Academy of Printing, Ukraine, Lvov
EFFICIENCY IMPROVING OF THE TOOLING OF ESSENTIAL PARTS OF AEROSPACE VEHICLES
There are the results of theoretical and empirical researches of the capacity to improve the machine process production at aerospace processing conditions by means of realization of cutting technology with plastic deformation.
© Белявский М. Л., 2009
