Результаты расчета температурных полей при шлифовании заготовок из титановых сплавов абразивными лентами различных типов

DOI: 10.34759/vst-2020-4-117-123

Авторы

Балякин А. В.^*, Скуратов Д. Л.^**

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: balaykinav@ssau.ru
**e-mail: skuratov-sdl56@yandex.ru

Аннотация

Представлена методика расчета, позволяющая определять температурные поля в зоне обработки при формообразовании заготовок на операциях ленточного шлифования абразивными лентами различных типов. Методика содержит аналитические зависимости для расчета температурных полей, а также формулы для определения теплофизических параметров, необходимых для осуществления расчетов. Приведены результаты численного эксперимента по расчету температурных полей, выполненного применительно к операциям ленточного шлифования заготовок из титановых сплавов ВТ9 и ВТ20 абразивными лентами различных типов. Использование методики дает возможность прогнозирования структурного и фазового состояния поверхностного слоя обрабатываемых заготовок на операциях ленточного состояния при наличии метастабильных диаграмм состояния обрабатываемых материалов.

Ключевые слова:

абразивное ленточное шлифование, титановые сплавы, лопатки компрессора, методика расчета температурного поля, результаты расчета

Библиографический список

1. Егорова Ю.Б., Давыденко Л.В., Чибисова Е.В., Шмырова А.В. Влияние химического состава и термической обработки на механические свойства поковок псевдо-β-титанового сплава // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 190-201.

2. Veiga C., Davim J.P., Loureiro A. Properties and applications of titanium alloys: A brief review // Reviews on Advanced Materials Science. 2012. Vol. 32. No. 2, pp. 133-148.

3. Makoto Y. An overview on the development of titanium alloys for non-aerospace application in Japan // Materials Science and Engineering: A. 1996. Vol. 213. No. 1–2, pp. 8-15. DOI: 10.1016/0921-5093(96)10241-0

4. Ureña J., Gordo E.R., Ruiz-Navas E., Vilaboa N., Saldaña L., Jiménez-Morales A. Electrochemical comparative study on corrosion behavior of conventional and powder metallurgy titanium alloys in physiological conditions // Metal Powder Report. 2017. Vol. 72. No. 2, pp. 118-123. DOI: 10.1016/j.mprp.2016.04.003

5. Skublova L., Skorik V., Mrazikova R., Hadzima B. Corrosion resistance of Ti6Al4V titanium alloy with modified surfaces // Komunikacie. 2010. Vol. 12. No. 4, pp. 80-84.

6. Gorynin I.V. Titanium alloys for marine application // Materials Science and Engineering: A. 1999. Vol. 263. No. 2, pp. 112-116. DOI: 10.1016/S0921-5093(98)01180-0

7. Moiseyev V.N. Titanium Alloys. Russian Aircraft and Aerospace Applications. – Boca Raton: CRC Press, 2006. – 216 p.

8. Zhang L.C., Chen L.Y., Wang L. Surface Modification of Titanium and Titanium Alloys: Technologies, Developments, and Future Interests. Advanced Engineering Materials. 2020. Vol. 22. No. 5, 37 p. DOI: 10.1002/adem.201901258

9. Leyens C., Peters M. Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications. – Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2003. – 532 p.

10. Братчиков А.Я., Звоновских В.В., Бабошкин А.Ф. Ленточное глубинное шлифование – новый вид обработки. – Л.: ЛДНТП, 1989. – 20 с.

11. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании. – М.- Л.: Машиностроение, 1964. – 136 с.

12. Зубарев Ю.М., Бабошкин А.Ф. Современные технологии шлифования абразивными лентами // Высокие технологии в машиностроении «Интер-партаер-98»: Сб. науч. тр. Международной научно-технической конференции. – Харьков-Алушта: XГПУ, 1998. С. 38-40.

13. Митревич К.С. Исследование процесса ленточного шлифования // Станки и инструмент. 1959. № 7. С. 12-14.

14. Митревич К.С. Силы резания при ленточном шлифовании // Станки и инструмент. 1960. № 4. С. 25-29.

15. Юнусов Ф.С., Борисович Г.В. Исследование параметров строчечной обработки сложных профильных поверхностей // Труды КАИ. 1971. Вып. 131. С. 39-40.

16. Юнусов Ф.С. Формообразование сложнопрофильных поверхностей шлифованием. – М.: Машиностроение, 1987. – 246 с.

17. Юнусов Ф.С., Губайдуллин А.Ю., Дружинин А.М. Повышение производительности ленточного шлифования // Вестник машиностроения. 1973. № 8. С. 70-71.

18. Верезуб В.Н. Шлифование абразивными лентами. – М.: Машиностроение, 1972. – 103 с.

19. Грисенко Е.В., Судариков А.С., Кудашкин В.Н. Исследование температуры и мощности при шлифовании высокохромистых сталей абразивными лентами со сплошной и прерывистой рабочей поверхностью // Управление качеством в механическом производстве: Сб. науч. тр. – Пермь, 1975. С. 56-59.

20. Зубарев Ю.М., Сикалова М.А. Расчет теплового потока при плоском шлифовании // Повышение производительности и качества обработки изделий электрофизическими и комбинированными методами: Сб. науч. тр. – СПб., 1992. – 59 с.

21. Маталин А.А. Исследование температуры шлифования стальных изделий // Качество поверхности и долговечность деталей машин: Сб. статей. – Л.: ЛИЗИ, 1956. С. 66-124.

22. Цува X., Накаяма Н. Анализ контактных напряжений при шлифовании абразивной лентой // Режущий инструмент. 1970. № 39. С. 3-8.

23. Якимов А.В. Оптимизация процесса шлифования. – М.: Машиностроение, 1975. – 176 с.

24. Волощенко А.В., Герасимов И.В., Олешко В.С., Ткаченко Д.П. Контроль прижогов лопаток компрессоров газотурбинных двигателей прибором «Поверхность-11» // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 2. С. 101-105.

25. Печенин В.А., Болотов М.А. Модель анализа и классификации геометрии лопаток газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 55-65.

26. Скуратов Д.Л., Балякин А.В., Апкалимова Ю.Х. Аналитическое решение задачи по расчёту температурного поля в обрабатываемых заготовках при ленточном шлифовании // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2019. Т. 21. № 1(87). С. 98-104.

27. Маслов Е.Н. Теория шлифования металлов. – М.: Машиностроение, 1974. – 320 с.

28. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности. – М.: Машиностроение, 1978. – 167 с.

29. Якимов А.В. Абразивно-алмазная обработка фасонных поверхностей. – М.: Машиностроение, 1984. – 312 с.

30. Урывский Ф.П. Влияние параметров термического цикла на формирование свойств поверхностного слоя при шлифовании титановых сплавов и закаленных сталей // Высокоэффективные методы механической обработки жаропрочных и титановых сплавов: Межвуз. сб. – Куйбышев: КуАИ, 1981. С. 71-78.

31. Скуратов Д.Л. Разработка и совершенствование технологических методов и средств, обеспечивающих повышение качества и снижение трудоемкости изготовления деталей ГТД: Дисс. ... докт. техн. наук. – Самара: СГАУ, 2004. – 337 с.