- •Редакционная коллегия:
- •Литература
- •Литература
- •Г.А. Сухочев, е.Г. Смольянникова, и.С. Григоревский
- •Изменение шероховатости по глубине профильного канала
- •Литература
- •Расчетная схема для определения зажимного усилия
- •Литература
- •Литература
- •Литература
- •Механические свойства стали 20х13 гост 5949-75
- •Выбор оптимальной схемы отделочно-упрочняющей обработки межлопаточных каналов
- •Литература
- •Литература
- •Литература
- •Содержание
Механические свойства стали 20х13 гост 5949-75
временное разрыва МПа |
Относительное удлинение % |
Твердость материала после отжига , HB 10 -1 МПа |
630 |
10 |
126 - 197 |
Деталь достаточно технологичная в изготовлении. Материал изделия подобран, верно, с точки зрения его физико-механических и эксплуатационных свойств. Корпус имеет обрабатываемые поверхности, позволяющие осуществлять свободный подвод и отвод режущих инструментов при выполнении операций.
При обработке данной детали на большинстве операций применяется стандартный инструмент и универсальная оснастка.
Разработка технологического процесса начинается с загрузки в рабочее поле системы режима «Технология» из раздела «Базы данных».
Ввод данных начинается с таблицы «Деталь». Процесс ввода и редактирования полей записи на всех уровнях идентичен. Для загрузки формы просмотра и корректировки полей необходимо нажать на инструментальной панели кнопку «Редактирование записи». Данная форма имеет следующую структуру: слева располагаются имена полей, справа — их значения.
Технологический процесс может быть разработан на основе библиотеки типовых операций. Последовательность действий, реализующих данный режим, будет рассмотрена для проектирования токарной операции ТП «диска накатного».
Подсистема «Сквозной ТП» позволяет сформировать технологию, состоящую из операций и переходов (рис 1).
Рис. 1. Сквозной технологический процесс
В режиме текущей технологии на уровне «Операции» при обращении к справочнику, в отличие от других подсистем, диалог начинается с выбора вида операции. После выбора требуемого загружается соответствующая база данных. Из базы данных выбирается всё необходимое и, таким образом, формируется технологический переход и весь ТП в целом.
Технологический процесс может быть разработан на основе библиотеки типовых операций. Последовательность действий, реализуемых в токарной операции по переходам, показаны на рис. 2.
Рис. 2. Структура записи операции по переходам
Режимы резания на операции рассчитываем тоже в программе (рис. 3). Выделить курсором нужную БД и двойным щелчком поместить ее в рабочее поле системы. Из загруженного справочника выбирать информацию. При достижении последнего уровня все необходимые данные будут скопированы, и система вернется в форму редактирования записи таблицы Переходы.
В зависимости от вида выбранной информации на форме «Редактирование записи» меняются наименования полей. Так, например, если были выбраны данные о режущем инструменте (рис. 4), поле «Переход» изменит свое название на «Режущий инструмент». Данный механизм реализуется с помощью специальных режимов управления логической структурой данных.
Когда технологический процесс в поле текущей технологии сформирован и отредактирован, можно переходить к разработке комплекта документации. Для этого необходимо щелкнуть мышью на пиктограмме с изображением карт в области Процедуры. Стартует программа формирования комплекта технологической документации.
Рис. 3. Структура записи режимов резания
Рис. 4. Выбор режущего инструмента
Результатом работы является комплект документов технологического процесса обработки резанием, представленный приложением к выпускной квалификационной работе.
Воронежский государственный технический университет
УДК 658.562; 621.9.047
Г.А. Сухочев, С.Н. Коденцев, Е.Г. Смольянникова,
Ю.Е. Фролова
Технологические возможности различных методов комбинированной обработки для
типовых лопаточных деталей
В работе освещены результаты работ по повышению показателей качества нагруженных деталей транспортной машины при формообразовании межлопаточных каналов комбинированными методами поверхностной обработки. Рассмотрены направления исследований по расширению технологических возможностей методов обработки с комбинированным воздействием различного рода на поверхности каналов лопаточных деталей.
С ростом давлений, температур и скоростей перемещений рабочих органов машин и механизмов возрастают требования к качеству деталей и их составляющих. В общей системе качества особое место занимает качество поверхностного слоя деталей, во многом определяющее эксплуатационные свойства. Многие нагруженные детали транспортных машин в эксплуатационных условиях подвергаются температурно-силовому динамическому воздействию на границе горения и текучести материала, а также в криогенных средах, что в процессе эксплуатации приводит к потере заданных свойств поверхности и разрушению.
Для экстремальных условий эксплуатации обосновано новое представление о критериях оценки качества поверхностного слоя деталей, работающих в среде жидкого и газообразного водорода при знакопеременных нагрузках. В качестве основного критерия предложено использовать глубину микротрещин, заполняемых газообразной рабочей средой при внешнем давлении до 55 МПа. Достигнутая шероховатость поверхности используется в качестве критерия оценки также важного показателя равномерности обработки труднодоступной для инструмента поверхности лопаточной детали [1].
В производственных условиях при использовании отдельных схем виброударной обработки в качестве технологической оснастки выступают сами детали с каналами. В условиях ограниченного доступа гранул в зону обработки последние заклинивают в канале и теряют подвижность, что приводит к резкому падению скорости удаления припуска и неравномерному упрочнению. Следствие – преждевременный выход нагруженной детали из строя в процессе эксплуатации. Затраты на ремонт и замену изношенных узлов влияют на себестоимость эксплуатации транспортной машины. Поэтому исследования в области создания эффективных методов комбинированной обработки деталей с узкими каналами являются актуальными в научном плане и представляют практический интерес для предприятий различных отраслей машиностроения.
В результате синтеза вибрационного и экструзионного методов обработки, разработан и защищен патентом [2] способ формирования поверхностного слоя в узких криволинейных каналах переменного сечения с ограниченным доступом гранулированного инструмента в зону обработки. Он отличается от традиционных виброударных методов управляемым вектором подачи гранул в зону обработки. Требуемое качество поверхности обеспечивается устранением микроуглублений механическим воздействием и обеспечением шероховатости Rаmax=1 мкм локальным анодным растворением. Для построения комплексной математической модель, позволяющей расчетным путем оптимизировать режимы и управлять качеством комбинированной обработки была проведена классификация и исследованы основные управляющие факторы, определяющие качество комбинированной отделочно-упрочняющих обработки поверхностей межлопаточных каналов.
Успешная реализация процесса комбинированной виброэкструзионной обработки возможна при разработке обобщенного критерия управления, в качестве которого рассматривается величина динамического давления на локальные участки (зоны) обрабатываемой поверхности Рзон, при котором на этом участке формируются заданные эксплуатационные характеристики поверхности сложного профиля. Этот показатель определяет не только интенсивность и равномерность обработки и пластического деформирования локального участка поверхности, но и общий характер дифференцированного комбинированного воздействия на микрогеометрию и весь профиль межлопаточного канала [1].
В частности, обоснован оптимальный состав рабочих сред, необходимых для равномерной обработки сложнопрофильных поверхностей с допустимыми отклонениями профиля 0,1 мм. Операции комбинированного виброэкструзионного упрочнения поверхностей межлопаточных каналов чаще всего выполняются с использованием рабочей среды, состоящей из стальных токопроводящих полированных шариков, а операции виброэкструзионной отделки с добавкой в эту среду сыпучего абразивного наполнителя (например, абразивного порошка), либо с использованием только абразивных гранул [3].
Традиционное разделение основных операций вибрационной отделочно-упрочняющей обработки по гранулометрическому составу, в частности операций виброэкструзионной обработки, на упрочнение и отделку является условным, так как обе эти операции обеспечивают наклеп поверхностного слоя и снижение шероховатости обрабатываемых поверхностей.
Для обеспечения наибольшей эффективности обработки каждую из указанных операций следует осуществлять с использованием оптимального гранулометрического состава рабочей среды с учетом ее газожидкостной составляющей, что позволяет наиболее равномерно обрабатывать технологически труднодоступные участки каналов. Локальное анодное растворение в данном случае способно изменять величину наклепа и ускорять растворение микро и макровыступов, за счет чего происходит выравнивание физико-механических характеристик обработанных участков и по всему профилю поверхности достигается заданная степень упрочнения [4].
Исходя из вышеизложенного и конструктивно-технологической классификации нагруженных деталей с учетом явлений технологической наследственности предложена методика выбора оптимальной схемы отделочно-упрочняющей обработки межлопаточных каналов типовых деталей [5], основные положения которой представлены в таблице 1.
В итоге, в результате многолетних исследований решена крупная проблема создания технологическими методами поверхностного слоя с увеличенным ресурсом работы для деталей, эксплуатирующихся при больших перепадах температур с воздействием агрессивных сред в различном агрегатном состоянии. Это открывает возможность создания новых типов транспортных машин, отвечающих международным требованиям. Некоторые результаты статистических исследований по отказам нагруженных деталей транспортных машин в экстремальных условиях эксплуатации приведены в таблице 2.
Таблица 1