2.1.3. Исследование равномерности съема металла с обрабатываемой поверхности

Равномерность съёма металла оценивается по следующей формуле:

,

где ε_р − степень неравномерности съёма металла;

δ_max , δ_min – максимальная и минимальная глубина лунки.

При обработке неподвижным струйным аппаратом с круглым смесительным соплом гидроабразивная струя оставляет на поверхности след, который имеет форму эллипса (рис. 2.7).

Полуоси эллипса могут быть определены по формулам:

, , (3)

где r_с – радиус смесительного сопла;

r_ст = r_с + L tg /2 – радиус струи на расстоянии L от смесительного сопла;

 − угол распыла струи из струйного аппарата ( = 8^о…12^о).

Максимальная глубина лунки не совпадает с центром эллипса, а находится в точке пересечения оси струи с поверхностью. На рис. 2.7 показаны профили лунки в сечении А-А и сечении Б-Б. Поэтому при движении струйного аппарата в направлении оси Y на поверхности образуется обработанная полоса с шириной равной 2 а. При движении в направлении оси X ширина полосы равна 2 b.

Расстояние от точки О до центра эллипса определяется по формуле:

. (4)

Профили лунок могут быть с достаточной степенью точности описаны следующими уравнениями:

− движение по оси Х

− движение по оси Y

При ГАО одиночным струйным аппаратом для получения равномерного съема металла с поверхности необходимо при каждом проходе смещать аппарат на величину шага h_ш (см. рис. 2.6, б). При движении струйного аппарата в направлении оси Х величина шага должна быть равна h_ш = 0,88b (ε_р=2,7%), а при движении в направлении оси Y – h_ш = a – Δ (ε_р=9%).

2.1.4. Выбор параметров и схемы обработки заготовки «валик»

Выбор схемы обработки деталей в каждом конкретном случае определяется постановкой задачи. Рассмотрим выбор условий обработки при струйной ГАО заготовки "валик". Цель обработки – удаление поверхностного слоя (припуска) на глубину δ.

Из условия обеспечения заданной шероховатости поверхности при максимальной производительности, выбираются параметры обработки К, N, P_в, L, α, d_c, d_а. По имеющимся зависимостям массового съёма от параметров обработки определяется производительность струйного аппарата G_са. Масса металла, которую необходимо удалить с поверхности валика, и время обработки определяются по формулам:

G = π D δ Н ρ ; Т = к_н G/ G_са, (5)

где D − диаметр валика;

Н − высота обрабатываемой поверхности;

ρ – плотность обрабатываемого материала;

к_н – коэффициент, учитывающий непопадание части гидроабразивной струи на обрабатываемую поверхность (к_н. = 0,7…0,9).

Для валика может быть предложено несколько схем обработки. Наилучшие результаты даёт схема, показанная на рис. 2.8, при которой валик вращается, а струйный аппарат перемещается вдоль образующей с шагом смещения за один оборот h_ш.

Число оборотов валика и скорость перемещения струйного аппарата вдоль образующей за время Т определяются по формулам:

n_об = Н / h_ш; С_са =Н / Т. (6)

Рис. 2.8. Схема обработки валика