УДК 621.9.06 Машины и установки. Основные элементы и вспомогательные устройства. Конструкция, компоновка и принципы работы в целом
Рассматривается сравнительный анализ технологических процессов механической об-работки детали из листоштампованной заготовки с использованием универсального оборудования и фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ. Разработаны маршрутные технологические процессы. Представ-лена схема специального приспособления для механической обработки на фрезерном обрабатывающем центре с ЧПУ Tongtai TMV-1050QII. Произведен сравнительный анализ трудоемкости.
ПЕРЕХОД, ОПЕРАЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ТОНКОСТЕННАЯ ДЕТАЛЬ
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
В области специального машиностроения одной из основных тенденций производства является изготовление механизмов повышенной точности. Основной технологической сложностью при этом является обработка деталей пониженной жесткости, в том числе коробчатых, тонкостенных. Особенно это проявляется при обработке, как самих нежестких конструкций, так и сборочных узлов. [1]. Заготовки таких деталей получают методом штамповки и гибки [2, 3], что позволяет получать протяженные цельные тонкостенные детали с высокими механическими характеристиками. Применение данных видов деталей в узлах конструкций обеспечивает жесткость, герметичность и точность расположения сборочных единиц.
Для полного представления конструкции детали на рисунке 1 показана её 3D-модель.
Рисунок 1 – 3D-модель детали «Рама затворная»
Исходной заготовкой детали «Рама затворная» служит горячекатаный лист 3 из легированной высококачественной стали 3 ГОСТ 19903-2015 из стали 30ХГСА ГОСТ 11268-76 [4]. Группа стали – хромокремнемарганцовая, легирующие элементы: кремний (0,9-1,2%), углерод (0,28-0,34%), марганец (0,8-1,1%), хром (0,8-1,1%) [5]. Сталь 30ХГСА ГОСТ 11268-76 имеет высокую пластичность. Относительное удлинение данной стали доходит до 20%, что позволяет осуществлять операции «Гибка» и «Калибровка». Направление гибки выбрано вдоль волокон проката (рис. 2).
Рисунок 2 – Схема направления проката
При обработке заготовок «Рама затворная» на металлорежущих станках возникают погрешности установки [6, 7]: «Погрешность установки ε при использовании приспособлений суммируется из погрешности базирования εб и погрешности закрепления εз. В ε следует включать также погрешность положения заготовки εпр, вызываемую неточностью приспособления». Автор выделяет особую группу погрешностей закрепления – деформации тела заготовки под действием сил зажима, обычно превосходящих силы резания на порядок. Большинство теоретических и экспериментальных исследований деформации тела заготовки под действием сил зажима посвящено тонкостенным осесимметричным заготовкам типа кольца или трубы [8, 9, 10]. При механической обработке заготовок на универсальном оборудовании возникали сложности со стабильностью получения размеров.
1. Sosenushkin, E. N. Stress state and deformability of metal in axisymmetric extension / E. N. Sosenushkin, E. A. Yanovskaya, V. V. Emelyanov // Engineering Research. 2015. Vol. 35, No. 6. Pp. 462-465.
2. Чудин, В. Н. Вытяжка листовых изделий коробчатых форм / В. Н. Чудин // Кузнеч-но-штамповочное производство. 2002. № 6. С. 3-8.
3. Малышев, А. Н. Вытяжка коробчатых деталей с небольшими угловыми радиусами / А. Н. Малышев, С. С. Яковлев, Ю. В. Бессмертная // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. 2015. Вып. 4. С. 111-117.
4. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия (с изменениями N 1, 2, 3, 4, 5). [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-4543-71 (дата обращения: 28.02.2023).
5. ГОСТ 11268-76 Прокат тонколистовой специального назначения из конструкцион-ной легированной высококачественной стали. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3). [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200004034 (дата обращения: 28.02.2023).
6. Технология машиностроения: В 2 т. Т1. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов / В. М. Бурцев, А. С. Васильев, А. М. Дальский [и др.]; Под ред. А. М. Дальского. 2-е изд., стереотип. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 564 с. -- Текст: непосредственный.
7. Технология машиностроения: В 2 т. Т2. Производство машин: Учебник для вузов / В. М. Бурцев, А. С. Васильев, О.М. Деев [и др.]; Под ред. Г. Н. Мельникова. 2-е изд., стерео-тип. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 640 с. -- Текст: непосредственный.
8. Корсаков, В. С. Точность механической обработки / В.С. Корсаков. - МАШГИЗ. Москва 1961. 397 с. -- Текст: непосредственный.
9. Madureira, L. R. Deformation of thin straight pipes under concentrated forces or pre-scribed edge displacements/ L. R. Madureira, F. Q. Melo - Text: electronic // Mechanics Research Communications. 2015. Vol. 70, pp. 79-84.
10. Yamnikov, A. S. Errors in Clamping Thin-Walled Pipe / A. S. Yamnikov, О. A. Yamni-kova, I. A. Matveev, E. N. Rodionova - Text: electronic // Russian Engineering Research. 2019, Vol. 39, Iss. 11, pp. 966-969.
11. Даниленко, Е.А. Применение фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ для об-работки тонкостенных деталей / Е.А. Даниленко // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 10. С. 350-354.
12. Danilenko, E. A. Increasing the accuracy of processing thin-walled box-shaped parts / E. A. Danilenko, A. S. Yamnikov // V International scientific conference "Mechanical Science and Technology Update"16-17 March. 2021. Omsk, Russia. С. 323-331. DOI:https://doi.org/10.25206/978-5-8149-3246-4-2021-331-342.
13. Даниленко, Е. А. Применение вертикального обрабатывающего центра для обра-ботки корпусных тонкостенных деталей / Е. А. Даниленко, А. С. Ямников - Текст: непо-средственный // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 3. С. 271-276.
14. Морозов, И. М. Техническое нормирование операций механической обработки де-талей: учебное пособие / И. М. Морозов, В. И. Гузеев, С. А. Фадюшин - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. 65 с.
