Технология изготовления штифтов из проволочной заготовки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательныхаппаратов

УДК 621.91.01

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТИФТОВ ИЗ ПРОВОЛОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ

И. В. Кукушкин1, Г. Г. Крушенко12

1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected] 2Институт вычислительного моделирования СО РАН

Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/44. E-mail: [email protected]

Описана технология изготовления резьбонарезных стальных штифтов малого диаметра из проволочной заготовки, используемых для выполнения жестких соединений сопрягаемых деталей при изготовлении различной продукции машиностроительного профиля.

Ключевые слова: технология, резьбонарезные штифты, машиностроительная продукция.

MANUFACTURING TECHNOLOGY OF THE PINS FROM THE WIRE WORKPIECE

I. V. Kukushkin1, G. G. Krushenko1, 2

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation Е-mail: [email protected] 2Institute of Computational Modeling SB RAS 50/44, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation. E-mail: [email protected]

The technology of manufacturing die steel pins of small diameter from wire blanks used to perform rigid connection of the mating parts in manufacturing various products of machine-building profile is described.

Keywords: technology, threading pins, engineering products.

В машиностроении применяются различные способы выполнения неразъемных соединений сопрягаемых деталей, такие, например, как сварка, в том числе объемных конструкций транспортных средств из алюминиевого деформируемого сплава АМг6 [1], или «термические» методы - такой способ применяется, например, при установке седла клапана в головку цилиндра авиационного поршневого двигателя. При этом седло клапана охлаждают в жидком азоте, после чего его устанавливают в посадочное место головки, где после снижения температуры седла до температуры помещения его размеры возвращаются до исходных (чертежных), в результате чего формируется неразъемное соединение (по ЕСКД - посадка с натягом).

Существуют и другие способы выполнения неразъемных соединений сопрягаемых деталей, например, с помощью штифтов (рис. 1), в том числе и в аэрокосмической отрасли в качестве соединительного элемента при сборке различных узлов и агрегатов с целью обеспечения гарантированного фиксирования соединяемых элементов в пределах допусков.

Bill

Рис. 1. Посадка в штифтовых соединениях с цилиндрическими штифтами (ГОСТ 3128-70)

Например, штифты применяются для фиксирования «параллельных» криволинейных «стенок» лопаток спрямляющего аппарата вентилятора авиационного газотурбинного двигателя Д-18Т, пространство между которыми заполнено полимерным наполнителем [2].

Однако при изготовлении обработкой резанием штифтов малых размеров из проволочной заготовки возникают трудности, связанные с «геометрическим» качеством проволоки. В качестве примера в работе рассмотрена технология изготовления резьбового штифта с чистовыми размерами 0 1,5+0,008 + 0,002 мм, L = 3,5 мм (рис. 2).

I

ЕЮ Ын 130*

б

Рис. 2. Винт установочный (штифт резьбовой) с неполной резьбой, плоским концом и прямым шлицем: а - чертеж; б - фотография (ГОСТ 18746-80)

Решетневскуе чтения. 2014

В данной работе в качестве исходного материала применяют проволоку из нержавеющей стали марки 20Х13 (по ГОСТ 5632-72: 0,16-0,25 % С; 12,0-14,0 % Сг; Бе - ост.), которая поставляется на предприятие в виде бухты. Отрезанные от бухты заготовки перед механической обработкой рихтуют на рихтовочном станке, однако при этом на их поверхности возникает волнистость, как по диаметру, так и по длине. Наличие этого дефекта не только затрудняет обработку данной заготовки на токарно-винторезном станке (поскольку вследствие волнистости невозможно установить идеально заготовку в люнет, чтобы поймать микроны, так как она начинает люфтовать и вибрировать в нём), но и делает практически невозможным получение с использованием таких заготовок готовой деталей требуемого размера.

Изучение вопроса показало, что для решения этой проблемы необходимо ввести дополнительную бес-центрово-шлифовальную операцию после рихтовки заготовок. Бесцентрово-шлифовальная операция заключается в нарезке из бухты заготовок метровой длины, установке их в металлическую трубку с последующей калибровкой по всей длине посредством ручной подачи между вращающимися абразивными кругами.

После выполнения этой операции «геометрические» дефекты в виде волнистости и овальности по всей длине проволоки отсутствуют, что позволяет при выполнении последующих токарной и шлифовальной операций получать деталь «штифт» с заданными размерами.

Технологический цикл изготовления штифтов заключается в выполнении следующих операций:

1) слесарная (отрезка проволоки и её рихтовка);

2) предварительная термообработка;

3) дробеструйная очистка;

4) бесцентрово-шлифовальная обработка;

5) токарно-винторезная обработка (внешняя проточка и выточка наружных центров под углом 60°,

нарезание резьбы, предназначенной для вворачивания штифта в отверстие);

6) шлифовальная обработка в центрах (получение диаметра точного размера);

7) токарно-винторезная обработка (отрезка центров, подрезка обоих торцов, снятие фасок и острых кромок);

8) прорезание шлица на торце штифта на фрезерном станке для вворачивания его в отверстие с помощью отвёртки;

9) термовакуумная обработка;

10) очистка поверхности травлением;

11) гальваническая обработка (промывка в керосине или в бензине, или в специальном растворе);

12) химическая пассивация.

Библиографические ссылки

1. Крушенко Г. Г., Мишин А. С. Сварка листов из сплава АМг6 прутком, содержащим ультрадисперсные порошки // Сварочное производство. 1995. № 1. С. 2-3.

2. Гайдачук А. В. Состояние и перспективы применения композиционных материалов в газотурбинных двигателях летательных аппаратов // Авиационно-космическая техника и технология. 2004. Вып. 3. С. 11-20.

References

1. Krushenko G. G., Mishin A. S. [Welding sheets of alloy AMg6 rod containing ultra-fine powders].

Svarochnoe proizvodstvo. 1995, no. 1, p. 2-3.

2. Gajdachuk A. V. [The state and prospects of application of composite materials in gas turbine aircraft engines]. Aviacionno-kosmicheskaja tehnika i tehnologija. 2004, vol. 3, p. 11-20 (in. Russ.)

© Кукушкин И. В., Крушенко Г. Г., 2014

УДК 621.45.04.4

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

А. Н. Ляшенко, Д. А. Жуйков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-таЛ: [email protected]

Рассмотрены применение имитационного моделирования при проектировании ракетных двигателей, виды математических моделей.

Ключевые слова: математическая модель, двигатель.