English version
ISSN 1817-2172, рег. Эл. № ФС77-39410, ВАК

Дифференциальные Уравнения
и
Процессы Управления

О журнале История Журнала Издатель Адреса Тематика Редакторский состав Рецензирование Для авторов Издательская этика Коллекция номеров English version

Численно – аналитическое исследование турбулентного течения смазочно-охлаждающей жидкости при взаимодействии с деталью и инструментом в процессе обработки глубоких отверстий

Автор(ы):

Леонид Александрович Игумнов

Институт Механики ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Профессор, д.ф.м.н.

igumnov@mech.unn.ru

Александра Викторовна Грезина

ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Доцент, к.ф.м.н.

aleksandra-grezina@yandex.ru

Владимир Семенович Метрикин

Институт Механики ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Ведущий научный сотрудник, доцент, к.ф.м.н.

v.s.metrikin@mail.ru

Адольф Григорьевич Панасенко

ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Доцент, к.ф.м.н.

a.g.panasenko@yandex.ru

Аннотация:

В работе приведена методика моделирования взаимодействия смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) с обрабатываемой деталью и инструментом при растачивании глубоких отверстий. Моделирование основывается на численном решении системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих турбулентное течение (СОЖ) и перенос тепловой энергии в каналах детали и инструмента. Жидкость считается несжимаемой, а для замыкания системы дифференциальных уравнений используется стандартная k-эпсилон модель турбулентности. Геометрическое моделирование объема проточной части проводилось в системе автоматизированного проектирования SolidWorks. Численное моделирование распределения давления, скоростей, температуры в потоке СОЖ, температуры обрабатываемой детали и режущего инструмента - с помощью программного комплекса FlowVision HPC. Получены распределения давления, скоростей, температуры в потоке СОЖ, а также распределение температур в зоне взаимодействия обрабатываемой детали и режущего инструмента в процессе теплообмена, и интегральные гидродинамические характеристики. Разработаны расчетные модели, позволяющие проводить вычислительные эксперименты при различных входных данных и способах подвода и отвода СОЖ. Сравнение результатов численного моделирования и экспериментальных данных показало хорошую сходимость. Предложенная методика численного моделирования взаимодействия СОЖ с деталью и инструментом может быть использована при модернизации технологических процессов, используемых при обработке глубоких отверстий на токарных станках.

Ключевые слова

Ссылки:

  1. Бобров, В. Ф. Основы теории резания металлов. М. : Машиностроение, 1975. 344 с
  2. Кисель, А. Г., Пуртов, Е. Д., Дейлова, А. В., Кочура, Н. Н. Оценка охлаждающих свойств смазочно-охлаждающих жидкостей / Омский научный вестник. 2017. № 1(151). С. 27-29
  3. Кисель, А. Г., Реченко, Д. С., Титов, Ю. В., Пуртов, Е. Д., Петров, И. В. Подбор смазочно-охлаждающей жидкости для чистовой обработки/ Системы. Методы. Технологии. 2015. № 3(27). С. 39-43
  4. Кисель, А. Г., Ражковский, А. А., Реченко, Д. С., Попов, А. Ю. Повышение точности токарной обработки за счет применения смазочно-охлаждающих жидкостей / Технология машиностроения. 2014. № 2. С. 18-20
  5. Немцев, Б. А., Яковлев, П. Д., Яковлев С. П. Технология глубокого сверления отверстий малых диаметров с наружным подводом СОЖ // Металлообработка. 2015. № 4(88). С. 19-24
  6. Biermann, D., Sachrow, A., Wohlgemuth, K. Simulation of the BTA deep-hole drilling process // Prodaction Engineering Res. Devel. 2009. P. 339-346
  7. Weinert, K., Weihs, C., Webber, Oliver, Raabe, Nils. Varying bending eigenfrequencies in BTA deep hole drilling: mechanical modeling using statistical parameter estimation // Production Engineering Res. Devel. 2007. P. 127-134
  8. Горелова, А. Ю., Плешаков, А. А., Кристаль, М. Г. Методы повышения точности обработки глубоких отверстий // Известия Тульского государственного университета. 2013. Вып. 7. Ч. 2. С. 363-370
  9. Novakova, T., Jackson, M. J. Chatter problems in microand macrocutting operations, existing models, and influential parameters - a review // Manuf. Technol. 2010. P. 597-620
  10. Уткин, Н. Ф. Обработка глубоких отверстий, Л. : Машиностроение, 1988. 269 с
  11. Кожевников, Д. В., Гречишников, В. А., Кирсанов, С. В., Кокарев, В. И., Схиртладзе, А. Г. — Под редакцией С. В. Кирсанова. Режущий инструмент. 3-е. изд. — М. : Машиностроение, 2007. — 528 с
  12. Комаров, В. Н., Грезина, А. В., Артемьева, С. А. Моделирование процесса теплообмена при растачивании глубоких отверстий //Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2011. № 4-2. С. 87-91
  13. FlowVision HPC. Руководство пользователя. Версия 3. 08. 04. ООО ТЕСИС. М. 1999-2013
  14. Бэтчелор, Дж. Введение в динамику жидкости. М. : Мир, 1973. — 760 с
  15. Мазо, А. Б. Модель турбулентных течений несжимаемой жидкости - КГУ, 2007, 106с
  16. Михеев, М. А., Михеева, И. М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е., стереотип. М., «Энергия», 1977, 344 с
  17. Мюррей, Д. SolidWorks. Издательство " ЛОРИ", 2009 г., 604 с
  18. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика. М. : Мир, 1980 г., 616 с

Полный текст (pdf)