CC BY
98
Секция «Метрология, стандартизация, сертификация»
Наружные слои трубы волновода после обработки, имеющие микро- и макро отклонения от идеальной геометрической формы и измененные механические свойства по сравнению со свойствами основного материала, называются поверхностным слоем (рис. 2, I, V).
Рис. 2. Структура слоев стенки трубы волновода: I, V - поверхностные микрослои; II, IV - зона подкладки;
III - переходная зона материала
Глубина поверхностных слоев зависит от состава и свойств сплава 32НКД, от методов и режимов обработки и технологической наследственности, полученной после предварительного изготовления заготовок труб круглого сечения. Физико-механические свойства поверхностных слоев отличаются от исходного материала. Материал поверхностного слоя испытывает наклеп, изменяется его структура, микротвердость, образуется остаточные напряжения, изменяется пластичность, которая может приводить к образованию микротрещин. Степень и глубина наклепа изменяются в зависимости от вида нагружения и режимов механической обработки, геометрии ролика роликовой фильеры инструмента-дорна. Для исследования со-
стояния поверхностного слоя широко используют рентгеновский метод, с помощью которого определяют остаточные напряжения и наклеп, также может использоваться измерение и структурный анализ.
Поверхностные слои можно разделить:
- на поверхностные микрослои (I, V рис. 2) с глубиной 10...20 мкм, обладающие субмикрошерохова-тостью и микротвердостью, характеризующиеся резко выраженной деформацией, большим искажением кристаллической решетки металла, раздроблением зерен, более высокой твердостью;
- слои (II, IV рис. 2), относящиеся к зоне подкладки и имеющие толщину 0,1.0,3 мм, характеризующиеся деформацией; в зоне наблюдается вытягивание зерен, наволакивание одних зерен на другие, понижение твердости;
- переходная зона до основного металла (III рис. 2) составляет по толщине 0,2.0,4 мм, состояние металла постепенно приближается к соответствию основного металла.
При изготовлении труб волноводов методом многостороннего деформирования толщина слоев I, V составляет 0,62.1,44 мм при толщине стенки от 0,62.1,5 мм, т. е. металл стенки волновода подвергается деформации на всю толщину и величина зоны V равна 0.
Библиографическая ссылка
1. Трифанов И. В., Оборина Л. И., Исмаылов Б. Н. Методы разработки конструкторских решений и обеспечения качества при изготовлении волноводных элементов КВЧ-диапазона : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. 152 с.
© Третьякова Д. В., 2014
УДК 621.396.677.73
А. В. Ултургашева Научный руководитель - И. В. Трифанов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РУПОРНОЙ АНТЕННЫ
Рассмотрены стадии изготовления конической рупорной антенны с активной ребристой поверхностью и преимущества газотермического напыления.
В современном мире инновационных технологий важны стабильность и надежность работы системы связи, увеличение скорости передачи и обработки информации, что является основанием создания эффективной и технологической элементной базы антенно-фидерных устройств. Неотъемлемой частью элементной базы антенно-фидерного устройства является рупорная антенна с активной ребристой поверхностью, которая требует высокой точности изготовления и малой шероховатости рабочей поверхности.
Рупорная антенна с ребристой структурой может изготавливаться методом газотермического напыле-
ния. Мною была разработана опытная технология, которая заключается в следующем: изготавливаем коническую оправку из стали 40Х13, размеры которой соответствуют внутренней полости рупора, что может обеспечить формирование его сечения с заданной точностью. Точим шайбы и кольца, размеры и шероховатость поверхности которых соответствуют геометрическим размерам ребер и пазов. Ребра рупорной антенны должны быть изготовлены из электропроводного материала, поэтому они формируются из медных колец М1, изготовленные с точностью 0,02 мм и шероховатостью Яа 0,2.0,16 мкм, а пазы
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
формируются из алюминиевых колец АМГ-6, так как этот материал может легко удаляться методом растворения. Затем идет сборка колец на оправке, и последующее газотермическое напыление, при котором наносят рабочий слой 0,8-1,0 мм медным порошком ПМС-1 ГОСТ 4960-75 с фракцией 50...75 мкм [1]. Напыление происходит следующим образом. Сначала идет расплавление медного порошка, а затем его последующее напыление газовым потоком на собранную оправку с кольцами. В микрозоне удара потока частиц расплава о покрываемую поверхность происходит деформация и растекание покрытия из меди. Таким образом формируется кольцевой слой при вращении оправки в сборе с кольцами. Связь напыляемых частиц с основой происходит за счет тепловой и кинетической энергии, которая определяется температурой расплава и скоростью напыления этих частиц. Связь покрытия с основой - адгезия, осуществляется за счет межмолекулярных сил и механического сцепления с неровностями развитой шероховатой поверхности [2]. Для удаления алюминиевых колец с
целью образования ребристой структуры, производится их травление раствором на основе щелочи (300 г/л), а затем осуществляется промывка и контроль геометрических параметров.
Установлено, что с помощью газотермического напыления при изготовлении рупорной антенны, может быть достигнута высокая точность геометрических размеров, малая шероховатость рабочей поверхности и низкая трудоемкость изготовления рупорной антенны, которую трудно обеспечить при формообразовании ребристых канавок лезвийной обработкой.
Библиографические ссылки
1. Лубнин М. А., Трифанов И. В. Технология изготовления волноводов : учеб. пособие. В 2 ч. САА. Красноярск, 1993. Ч. 1. 154 с.
2. URL: http://www.rudetrans.ru/5/04/2014 (дата обращения: 18.03.2014).
© Ултургашева А. В., 2014
УДК 621.941.08
Е. Ю. Чуваева, Р. Ю. Спиридонов Научный руководитель - Л. С. Малько Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ШПОНОЧНЫХ ПАЗОВ ПО ПАРАМЕТРУ ШЕРОХОВАТОСТИ
Показано решение задачи по обеспечению качества боковых поверхностей шпоночных пазов по параметру шероховатости с одновременным снижением затрат на режущий инструмент и основного времени на выполнение операции протягивания.
Для передачи крутящего момента деталям, сопряженным с валом, широко применяют шпоночные соединения. Обработку шпоночных пазов на валах для призматических шпонок, как правило, выполняют фрезерованием на шпоночно-фрезерных станках. Фрезерование пазов для сегментных шпонок производят специальной дисковой фрезой на фрезерных станках. Шпоночные пазы в отверстиях втулок в серийном и массовом производстве обрабатывают протягиванием на протяжных станках [1].
Протягивание - вид обработки металлов резанием, при котором используется специальный режущий инструмент, так называемые протяжки.
Одним из показателей качества боковых поверхностей шпоночных пазов является шероховатость обработанной поверхности [2].
Требования по шероховатости поверхности шпоночного паза, в зависимости от условий работы шпоночного соединения, количественно могут оцениваться шероховатостью Яа > 2,5 или Яа < 2,5 мкм [3].
В зависимости от этих требований применяется одна протяжка (при Яа > 2,5 мкм) или комплект из двух протяжек (при Яа < 2,5 мкм). В последнем случае, как правило, применяют черновую и чистовую протяжку различного конструктивного исполнения.
Черновая протяжка используется как и обычная шпоночная протяжка, в один или несколько проходов образуя необходимые размеры шпоночного паза. Зубья черновой протяжки находятся наверху, непосредственно для продольного нарезания шпоночного паза.
На следующем этапе мы используем чистовую протяжку. Характерной ее особенностью является то, что зубья данной протяжки находятся по бокам. В результате протягивания чистовой протяжки через уже готовый шпоночный паз мы получаем паз с боковыми поверхностями повышенной чистоты.
Описанный процесс получения паза повышенной чистоты требует затрат как во времени, необходимом для осуществления проходов протяжек и их смены, так и в материале необходимом для изготовления двух протяжек вместо одной. Именно поэтому целесообразно использовать протяжки с выглаживающим хвостовиком.
Протяжка с выглаживающим хвостовиком - это обычная черновая протяжка, с немного измененным концом к которому крепится посредством штифтового соединения специальный выглаживающий хвостовик.
