рпз (777675), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жёсткой конструкции, начиная с 1911 года — широкое применение. Состав сплава и термообработка в годы Первой мировой войны были засекречены. Благодаря высокой удельной прочности дюралюминий начиная с 1920-х годов становится важнейшим конструкционным материалом в самолётостроении.
Плотность сплава 2500—2800 кг/м³, температура плавления около +650 °C. Сплав широко применяется в авиастроении, при производстве скоростных поездов (например, поездов Синкансэн) и во многих других отраслях машиностроения (так как отличается существенно большей твёрдостью, чем чистый алюминий).
После отжига (нагрева до температуры около +500 °C и охлаждения) становится мягким и гибким (как алюминий). После старения (естественного — при +20 °C — несколько суток, искусственного — при повышенной температуре — несколько часов) становится твёрдым и жёстким.
В настоящее время сплавы алюминий — медь — магний с добавками марганца — известны под общим названием дюралюмины. В их число входят российские сплавы следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1. Дюралюмины упрочняются термообработкой; подвергаются, как правило, закалке и естественному или искусственному старению. Характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450—500 МПа) при комнатной и повышенной (до +150…+175 °C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения.
Недостаток дюралюминов — низкая коррозионная стойкость, изделия требуют тщательной защиты от коррозии. Листы дюралюминов, как правило, плакируют чистым алюминием. Также, как правило, все применяемые в конструкции самолёта детали из алюминиевых сплавов покрываются специально разработанными для авиации грунтовками (обычно жёлтого или зелёного цветов) и, при необходимости, окрашиваются. [1]
Отметим, однако, что из условий эксплуатации следует, что деталь не будет подвергаться коррозии, так как используется в космической технике, т.е. в безвоздушном пространстве. Материал хорошо обрабатывается резанием, хорошо обрабатывается давлением, мало весит, и является, таким образом, оптимальным выбором.
2.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки: критерии выбора, схематическое изображение заготовки с припусками.
Согласно [2], выберем заготовку по основным признакам.
Признак | Значение | Приоритетные виды заготовок | Комментарии | |
Форма детали | Сложная | О, СК, ОД | Деталь имеет фасонные поверхности | |
Загото-вительные свойства материала | Жидкотекучесть | Средняя | О | |
Свариваемость | Плохая | (СК, ПМ) | ||
Пластичность | Высокая | ОД, П, ПМ | ||
Обрабатываемость резанием | Удовлетво-рительная | П, ПМ | ||
Плотность Материала | Обычная | * | ||
Ориентированность структуры | Нет | * | ||
Удельная стоимость материала | Высокая | О, ОД, ПМ | | |
Ответственность | Высокая | ОД, П | Деталь из космической промышленности | |
Тип производства | Серийное | П, ОД, СК, ПМ |
Выбираем обработку давлением, метод – ГОШ в открытых штампах, так как он даёт хороший КИМ. Ra 6.3, допуск ±0.7, штамповочные уклоны 2̊.
См. Приложение 4.
2.5 Маршруты обработки основных поверхностей детали, их обоснование.
Для серийного производства детали высокой точности целесообразен следующий маршрут обработки:
№ операции | Название операции | Оборудование |
005 | Заготовительное | Горизонтально-ковочная машина |
010 | Токарно-фрезерная с ЧПУ | Токарно-фрезерный обрабатывающий центр |
015 | Анодное оксидирование | Гальванические ванны |
020 | Контрольная | КИМ |
2.6 Выбор баз и анализ схем базирования для нескольких операций.
Число возможных для использования баз у данной детали ограничено вследствие тонкостенности большей её части. Так как деталь – тело вращения, подвергающееся токарной и небольшой фрезерной обработке, разумным будет использовать в качестве баз внутренние и внешние цилиндрические поверхности детали с достаточной жёсткостью. Таким образом, соблюдая принцип совмещения баз, выберем в качестве внешней базы поверхность Ø50, так как она обладает рёбрами жёсткости в виде фланцевой части детали, а в качестве внутренней базы – внутреннюю поверхность детали в её тонкостенной части, что создаст необходимую жёсткость детали в этом месте. Таким образом, смена баз будет осуществлена следующим образом:
База | Поверхность | Приспособление | Установ |
Черновая | Ø54±0,7, внешняя | Цанговый патрон | А |
Промежуточная | Ø47,5±0,07, внутренняя | Цанговая разжимная оправка | Б |
Чистовая | Ø50-0,039, внешняя | Цанговый патрон | В |
Благодаря выбранному базированию, будут выполнены принципы:
- совмещения баз
- постоянства баз
- последовательной смены баз.
2.7 Разработка маршрута изготовления детали для заданного типа производства с выбором технологического оборудования, инструментов, средств контроля
Деталь представляет собой изделие с фасонными поверхностями, материал – дюраль, имеются поверхности высокой точности исполнения. Таким образом, исходя из условий серийного производства, целесообразно заготовку детали изготавливать штамповкой, так как дюралюминий хорошо поддаётся обработке давлением, а механическую обработку провести на токарно-фрезерном обрабатывающем центре, т.к. это прогрессивный и эффективный метод, позволяющий провести на одной операции всю необходимую механическую обработку, как токарные, так и фрезерные операции, на высокопроизводительных режимах резания с необходимой точностью. Обрабатывающий центр совмещает функции токарного и фрезерного станков. Хотя на револьверных станках с приводным револьвером можно осуществлять фрезерование и сверление, однако возможности таких станков существенно ограничены подвижностью револьвера. Для решения этой проблемы в обрабатывающих центрах есть фрезерная голова под конус HSK или Capto (реже стандартный конус ISO либо BT) Конусы HSK и Capto позволяют устанавливать токарный резец прямо в фрезерную голову, что позволяет осуществлять операцию точения. При этом можно использовать резцы с квадратным сечением хвостовика, зажатые в специальную переходную оправку (чаще применяется на HSK-шпинделях), либо резцы со специальным хвостовиком (характерно для Capto-шпинделей). Таким образом, один и тот же шпиндель фрезерной головы используется как для вращающегося, так и для статического инструмента. Смена инструмента осуществляется автоматическим сменщиком инструмента. На обрабатывающих центрах используют инструмент со сменными твердосплавными пластинами, либо цельный. Напайной инструмент, как правило, не используется. Станок может иметь и револьверную голову, но такая компоновка редко используется. Обрабатывающие центры предназначены, прежде всего, для обработки сложных деталей, требующих как операции точения, так и фрезерования, например, таких, как коленвал. [8] В качестве обрабатывающего центра выберем TRENS SBL 300. [9] Станок применяется в среднем и крупносерийном производстве для точной обработки простых деталей или заготовок сложной конфигурации. Наличие подвижного противошпинделя позволяет выполнять комплексную обработку и финишные операции на одном станке, что экономит время изготовления и повышает точность заготовки. Таким образом эксплуатация станка приносит повышение производительности и существенное понижение капитальных затрат. Большая вариабельность модульной концепции станка позволяет составить станок по индивидуальному заказу от простого 3-х осевого токарного станка до высокопроизводительного 9-ти осевого токарного обрабатывающего центра для комплексного автоматического рабочего режима.
Отличительные особенности:
- Большая вариабельность модульной концепции станка позволяет составить станок согласно технологическим требованиям заказчика
- Исполнение с электрошпинделями
- 12-ти позиционная револьверная головка типа VDI 30 без/с приводом вращающегося инструмента или осью Y
- Дистанционная диагностика и мониторинг данных
- Большой выбор вариантов исполнения и оснастки – гидравлический зажим с патроном или цангами, питатели прутков, измерительные зонды инструмента, уловители деталей, автоматическое открывание двери, система отсасывания пара рабочей зоны.
См. Приложение 5.
2.8 Разработка технологических наладок для операций с выбором режущих инструментов, обоснованием и расчётом режимов обработки и припусков.
Весь инструмент фирмы Sandvik Coromant, режимы резания рассчитаны согласно программе фирмы производителя [4]. См. Приложение 6.
Переход 1
Пластина
TCEX 05 01 01L-F 1125
Державка
A05F-STUCR 05-GR
Адаптер
393.14-16 0600
Переход 2
Пластина
CNMG 12 04 08-MM H13A
Державка
PCLNR 1616H 12-M
Переход 3
Фреза
1P222-0500-XB 1630
Адаптер Weldon
A1B20-40 06 050
2.9 Точностные расчёты по разработанным операциям маршрута изготовления детали.
Проведем расчет припусков для диаметрального размера Ø48,1+0,16, Ra = 1,6 мкм, согласно [3].
Маршрут Обр. пов-ти | Элементы припуска | Расчетные величины | Допуск, Ti | Размеры заготовки | Пред. знач. припусков | ||||||
Поковка | 80 | 150 | 943 | - | - | 45,392 | 1400 | 44 | 45,40 | - | - |
Черновое Точение | 40 | 50 | 57 | 150 | 2*1184 | 47,76 | 250 | 47,55 | 47,80 | 3,55 | 2,4 |
Чистовое точение | 20 | 20 | 2,28 | 150 | 2*250 | 48,260 | 160 | 48,1 | 48,260 | 0,55 | 0,46 |
итого: 4,10 2,86