Исследование шероховатости поверхности реза при гидроабразивной резке

Введение. В статье показано, каким образом подача при гидроабразивной резке влияет на шероховатость поверхности реза. Резание выполняется смесью воды и абразива, испускаемых из сопла с высокой скоростью и под высоким давлением. Под действием режущей струи происходит эрозионное разрушение материала, частицы абразива снимают слой микростружки, а вода эвакуирует их из зоны резания. Методом гидроабразивной резки можно обрабатывать практически любые материалы. Процесс резки - «холодный», отсутствует термическое воздействие на металл. Возможна резка сложной геометрии - как 3D, так и 5D, например предварительная обработка моноколес газотурбинных двигателей. Материалы и методы. Исследования проводились на базе РВПК ПАО «Роствертол» на установке гидроабразивной резки фирмы Flow. Обрабатывались материалы, наиболее часто применяемые в авиастроении: сталь 30ХГСА, алюминиевый сплав Д16Т, композит (стеклопластик-титан). Результаты исследования. Проведены теоретические исследования влияния подачи сопла гидроабразивной резки на шероховатость поверхности реза. Получены зависимости определения шероховатости поверхности для характерного участка поверхности реза. Приведены рекомендации, позволяющие снизить число дефектов, возникающих при гидроабразивной резке. Выполнены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность полученных теоретических моделей. Обсуждения и заключения. В результате исследований установлено, что шероховатость обработанной поверхности ухудшается с увеличением подачи. При этом ухудшение неравномерно распределено вдоль сечения реза. Для уменьшения ширины волнистого реза необходимо уменьшать значение подачи.

Гидроабразивная резка, подача режущей головки, шероховатость поверхности реза, эрозионное разрушение металла, waterjet cutting, cutterblock feed, cut surface roughness, erosion damage of metal

1. Чигринец, Е. Г. Оптимизация процесса сверления армированного титаном стеклопластикового лонжерона лопасти несущего винта вертолета / Е. Г. Чигринец // Вестник Московского авиационного института. - 2016. - Т. 23, № 1. - С. 177-188.

2. Барсуков, Г. В. Повышение эффективности гидроабразивного резания на основе дискретного регулирования технологической системы : дис. … д-ра техн. наук / Г. В. Барсуков. - Орел, 2006. - 411 с.

3. Zeng, J. Intelligent Automation of AWJ Cutting for Efficient Prodaction /J. Zeng, J.-P. Munoz // Proc. of the 12th Int. Symp on jet Cutting Technology. - Rouen : BHRA, 1994. - P. 401-408.

4. Пантелеев, А. В. Методы оптимизации в примерах и задачах / А. В. Пантелеев, Т. А. Летова. - 2-е изд., испр. - Москва : Высшая школа, 2005. - 544 с.

5. Гидрорезание судостроительных материалов / Р. А. Тихомиров [и др.]. - Ленинград : Судостроение, 1987. - 164 с.

6. Билик, Ш. М. Абразивно-жидкостная обработка металлов / Ш. М. Билик. - Москва : Машгиз, 1960. - 198 с.

7. Тихонов, А. А. Повышение эффективности процесса гидроабразивной обработки : дис.. канд. техн. наук / А. А. Тихонов. - Ростов-на-Дону, 2011. -157 с.

8. Королев, А. В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке / А. В. Королев. - Саратов : Изд-во Саратов. ун-та, 1975. - 191 с.

9. Тамаркин, М. А. Технологические основы оптимизации процессов обработки деталей свободными абразивами : автореф. дис.. д-ра техн. наук / М. А. Тамаркин. - Ростов-на-Дону, 1995. - 32 с.

10. Бабичев, А. П. Основы вибрационной технологии / А. П. Бабичев. - Ростов-на-Дону : Изд. центр ДГТУ, 1994. - 187 с.

11. Королев, А. В. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки / А. В. Королев, Ю. К. Новоселов. - Саратов : Изд-во Саратов. ун-та, 1989. - 320 с.

12. Тамаркин, М. А. Теоретические основы оптимизации процессов обработки деталей свободными абразивами : дис. … д-ра. техн. наук / М. А. Тамаркин. - Ростов-на-Дону, 1995. - 153 c.

13. Tamarkin, M. A. The optimization of theological processes of details processing by free abrasives / M. A. Tamarkin // Key Engineering Materials. - 2005. - Vol. 291/292. - P. 319-322.

14. Tamarkin, M. A. Surface-layer quality in shot treatment / M. A. Tamarkin, E. E. Tishchenko, V. G. Lebedenko // Russian Engineering Research. - 2010. - Vol. 30, № 2. - P. 144-148.

15. Tamarkin, M. A. Metal removal in hydroabrasive machining / M. A. Tamarkin, A. A. Tikhonov, E. E. Tishchenko // Russian Engineering Research. - 2014. - Vol. 34, № 3. - P. 175-177.