Жизненный цикл рабочей среды в абразивно-экструзионной обработке Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.923.9

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ В АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ

ОБРАБОТКЕ

А. Н. Логинов, Р. Р. Алексеев Научный руководитель - В. А. Левко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: loginovansc@gmail.com

Рассмотрены основные пункты жизненного цикла рабочей среды для абразивно-экструзионной обработки, рассмотрены основные параметры, влияющие на выбор рабочей среды для абразивно-экструзионной обработки.

Ключевые слова: абразивно-экструзионная обработка, жизненный цикл, состав рабочей среды, полимерная основа.

LIFE CYCLE SUPPORT OF ABRASIVE MEDIUM IN ABRASIVE FLOW MACHINING

A. N. Loginov, R. R. Alexeev Scientific Supervisor - V. A. Levko

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: loginovansc@gmail.com

Main points of life cycle support of working medium for abrasive flow machining and the main parameters that affecting on selection of working medium for abrasive flow machining are considered.

Keywords: Abrasive Flow Machining, life cycle, compound of working medium, polymer base.

Финишная обработка каналов сложной формы является сложной задачей. Традиционные методы финишной обработки зачастую не подходят ввиду сложности доступа к поверхности канала. Одним из видов финишной обработки, позволяющих получить необходимое качество поверхности, является абразивно-экструзионная обработка (АЭО).

Данный метод обработки представляет собой многократное перепрессовывание потока рабочей среды, представляющей собой смесь специальной полимерной основы и абразивных зёрен, через обрабатываемый канал (в случае обработки внешней поверхности канал получают с помощью специальной оснастки) [1; 2].

В качестве основы рабочей среды традиционно используются синтетические каучуки [3]. В России используется диметилсилоксановый каучук марки СКТ, в качестве пластификатора (для уменьшения трения) используют мелкодисперсный фторопласт-4, а в качестве модификаторов - кремнийорганическую жидкость ПЭС-5 и молотую слюду СММ-125 [4]. В качестве абразивного элемента смеси используется различные абразивные порошки.

Результат обработки абразивным потоком зависит от свойств рабочей среды. Выбор оптимального состава среды может улучшить характеристики обработки в зависимости от предъявляемых требований и условий, например, увеличить производительность или качество обработанной поверхности.

Выбор состава рабочей среды основывается на параметрах обрабатываемого канала (см. рисунок). При выборе вязкости рабочей среды следует руководствоваться отношением длины

Секция « Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»

канала к площади его поперечного сечения и отношения всей площади канала к площади поперечного сечения [4]. Это позволит оптимизировать время обработки канала и избежать заклинивания среды в канале. При выборе абразивного порошка следует руководствоваться состоянием исходной поверхности и поверхности, которую требуется получить после обработки, а также материалом заготовки. Важным фактором является то, что абразив должен быть равномерно перемешан с полимерной основой для стабильности результата обработки.

Схема жизненного цикла рабочей смеси при абразивно-экструзионной обработке

Важно учитывать режим обработки. При интенсивной обработке рабочая смесь может терять свои изначальные свойства. Давление и скорость значительно влияют на поведение потока, поэтому важно учитывать это при выборе рабочей среды [5].

Значительную помощь в выборе среды для АЭО может оказать компьютерное моделирование [6; 7]. Компьютерные симуляции могут определить рабочие давления и скорости при заданных параметрах исходной заготовки, что поможет выявить ошибку в выборе режимов и рабочей среды.

После обработки стоит проверять состояние рабочей смеси, ввиду накопления в ней микростружки, загрязнения, засаливания, термической и химической деградации, что ведет к потере реологических свойств абразивной среды, нарушению плотности содержания абразивных зерен.

При потере свойств рабочей среды возможно химическое растворение с целью извлечения абразива (если представляет ценность), либо частичное восстановление свойств с помощью присадок. При нецелесообразности восстановления среды она утилизируется.

Библиографические ссылки

1. Сысоев С. К., Сысоев А. С. Экструзионное хонингование деталей летательных аппаратов: теория, исследования, практика : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 220 с.

2. Левко В. А. Особенности реологии рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке // Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 7. С. 96-100.

3. Левко В. А. Абразивно-экструзионная обработка: современный уровень и теоретические основы процесса : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007. 228 с.

4. Davies P. J., Fletcher A. J. The Assessment of the Rheological Characteristics of Various Polyborosiloxane/Grit Mixtures as Utilized in the Abrasive Flow Machining Process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, 1995, vol. 209(6), Р. 409-418.

5. Левко В. А. Исследование распределения давления рабочей среды по длине канала при абразивно-экструзионной обработке // Вестник СибГАУ. 2012. № 4 (44). С. 159-162.

6. Ali-Tavoli M., Nariman-Zadeh N., Khakhali A., Mahran M. Multi-objective optimization of Abrasive Flow Machining processes using polynomial neural networks and genetic algorithms. Machining Science and Technology: An International Journal, 2006, vol. 10, Р. 491-510.

7. Howard M., Cheng K. An industrially feasible approach to process optimisation of Abrasive Flow Machining and its implementation perspectives. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, 2013, vol. 227(11), Р. 1748-1752.

© Логинов А. Н., Алексеев Р. Р., 2017