double arrow

Технологическая часть

2.1 Технологический контроль чертежа детали

Технологический контроль чертежа заключается в проверке данных правильности постановки размеров и допусков на размеры и отклонения.

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о ней, т.е. все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки.

На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а так же взаимного положения поверхностей.

Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, ее массе. Удовлетворительная простановка размеров обеспечивает настройку станка по методу автоматического получения размеров

Чертеж выполнен в соответствии с нормами и правилами ЕСКД.

2.2 Анализ детали диска турбины 1-ой ступени

на технологичность

Деталь- диск турбины 1-ой ступени изготовлен из конструкционной высокопрочной высоколегированной стали 26ХН3М2ФА,химический состав и механические свойства позволяют применять получение заготовки методом горячей деформации.

Деталь имеет конструкцию в форме колеса ∅996 мм, имеет высокую точность расположения поверхностей. Обработка поверхностей обеспечивается на станках с ЧПУ. Большинство поверхностей детали изготавливается на станках токарной и фрезерной группы. Изготовление некоторых частей детали не вызывает затруднения, но так же имеются и сложные части в обработке, ими являются шлицевые хиртовые соединения, для нарезания которых должно быть спроектировано специальное приспособление. Так же вызывают затруднение пазы в форме «Ель», для изготовления которых тоже спроектировано специальное приспособление и режущий инструмент, а именно подобраны специальные концевые фрезы малого диаметра, а если мы подберем фасонные фрезы у нас будет при нарезании пазов большая протяженность режущей кромки, следовательно будет большая ширина среза.При базировании детали мы должны обеспечить высокую точность, а именно обеспечить высокую соосность, допуска параллельности, допуска радиального биения, допуска перпендикулярности, для чего мы должны спроектировать специальное приспособление. При разработке маршрутного технологического процесса и при выборе схем базирования детали, предоставляет возможность совмещения измерительных и технологических баз.

2.3 Выбор метода получения заготовки

Исходную заготовку получают горячим деформированием. Для этого используют кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) с усилиями до 110 МН (до 11000 тс). Эти прессы имеют жесткую закрытую стальную станину; жесткий кривошипно-шатунный механизм с надежным направлением шатуна.

КГШП имеет жесткий фиксированный ход, обеспечивающий совершенно определенное нижнее положение ползуна. Если штамп является закрытым, то для штамповки требуются заготовки точного объема, равного объему полости штампа, в противном случае поковка получается большей по высоте. Увеличение высоты потребует соответствующего увеличения упругой деформации системы штампа КГШП.

При конструировании поковки, штампуемой на прессе, радиусы закругления, перемычки под прошивку и другие элементы принимаются такие же, как для молотовых поковок. Существенное отличие имеется только в величине припусков, допусков и штамповочных уклонов. Указанные преимущества позволяют уменьшить припуски на механическую обработку и допуски на размеры по сравнению с молотовыми поковками на 25…30%.

Масса поковки:

Мп.р.= Мд∙ Кр (1)

где, Мп.р - расчетная масса поковки, кг;

Мд – масса детали, кг;

Кр - расчетный коэффициент, установленный в соотношении с приложением [15].

Кр=1,5

Мп.р = 540·1,5 = 810 (кг).

Определяем класс точности поковки.

Учитывая что поковку на молотах и прессах определяем класс точности –Т3

Определяем группу стали 26ХН3М2ФА –М1 (содержание углерода до 0,35 %)

Определяем степень сложности.

где, Мфиг - масса фигуры, в которую вписано поковку, кг.

где, ρ – плотность стали 26ХН3М2ФА, г/см3, ρ =7,8 г/см3

V – объем фигуры в которую вписано поковку, см3.

где, Dфиг - диаметр фигуры, см;

Lфиг – длина фигуры, см.

Dфиг= Dдет 1,05= 99,6 1,05=104,5 (см).

Lфиг = Lдет 1,05=14,5 1,05= 19,7(см).

(см3).

(кг).

Так как полученное значение С=0,61, то принимаем степень сложности С1.

Определение коэффициента использования материала:

Vпок=V1+V2-V3-V4;

Vпок=121885+109423-66072-36725=128511 см3

2.4 Выбор баз при обработке детали – диск турбины 1 ступени.

При выборе базирующих поверхностей обрабатываемой детали руководствуются соображениями устойчивости детали в процессе обработки, надежности ее закрепления и точности базирования.

При выборе следует стремиться к соблюдению правил: выбора черновых и чистовых баз, совмещения баз и постоянства баз.

При обработке детали – диск турбины 1 ступени базами являются следующие поверхности:

Поверхность «Э» и поверхность «Я»

С переустановкой и выверкой по базам «Э», «Я» фрезеровать торцевые шлицы. С переустановкой и выверкой по базам «Э», «Я» с точностью до 0,02 мм, фрезеровать окончательно торцевые шлицы. При обработке пазов типа «Ель» выставляем приспособление на стол станка выверяем с точностью 0,01 по поверхности «Э» и «Я», закрепляем, устанавливаем в приспособление диск турбины 1-ой ступени, чтобы ось паза типа «ель» совпала с осью отв.Ф8. закрепляем. Таким же способом устанавливаем делительное приспособление и базируем деталь по двум поверхностям база «Э» и база «Я». Должно быть совмещение технологических и измерительных баз.

2.5 Сведения о процессе механической обработки детали – диска турбины первой ступени

Исходные заготовки дисков, полученные методом КГШП, имеют значительные припуски и напуски по всему контуру. Это объясняется несовершенством существующих средств производства заготовок, экономической целесообразностью затрат, связанных с процессом создания высокоточных заготовок, и другими причинами. Совершенство процессов получения исходных заготовок является важной проблемой при создании современных ГТД.

Ниже рассмотрен технологический процесс механической обработки заготовок диска первой ступени турбины, который в настоящее время имеет значительное применение в производстве ГТД и ориентирован на использование исходной заготовки, полученной на КГШП.

Исходная заготовка в процессе механической обработки приобретает окончательную форму. Здесь создаются качественные показатели поверхностей детали, обеспечивается необходимое состояние материала и диск подготавливается к сборке ротора ГТД.

Заданные чертежные условия определяют последовательность обработки поверхностей диска, совмещение отдельных операций, использование различного металлорежущего оборудования, способов базирования заготовки и другие приемы.

2.6 Разработка технологического процесса обработки детали.

Маршрутная технология обработки «Диска турбины 1-ой ступени».

005.Входной контроль заготовки.

010. Рас консервация.

015.Слесарная (зачистить поверхности под УЗК).

020.Контрольная (Контроль УЗК).

025.Перемещение.

030.Мехообрабатывающая (Станок токарно-карусельный).

035.Контрольная.

040. Слесарная (Под контроль макроструктуры).

045.Котрольная (макроструктура)

050.Токарно-карусельная (вырезать пробные кольца).

055.Контрольная.

060.Слесарная (Полирование).

065. Изготовление образцов.

070.Контрольная (Механическая).

Далее мы рассмотрим маршрутно-операционную технологию изготовления диска.

Операция 005. Заготовительная (штамповка в закрытых штампах на КГШП)

Операция 010. Горизонтально-расточная

2А622Ф1

А. Установить заготовку на столе станка, выверить, закрепить.

Переход №1. Центровать отверстие.

Переход №2. Сверлить ∅80 на проход.

Переход №3.Точить ∅123Н14

Переход №4.Точить фаски 2×45°.

Переход №5.Точить ∅124Н7 выдерживая длину 15 мм.

Переход №6.Тонко расточить ∅125Н7.

Переход №7. Подрезать торец.

Операция 015.Токарно-карусельная

16 DS «ШИСС»

А. Установить заготовку ∅ 997Н14,выверить по обработанному торцу, закрепить.

Переход №1. Точить ∅997Н14.

Переход №2. Точить ∅915Н14, выдерживая длину 54 мм.

Переход №3. Точить ∅861Н14, выдерживая длину 45 мм.

Переход №4. Точить фасонные углубления большего размера, согласно заданным размерам по чертежу.

Переход №5. Точить фасонные углубления меньшего размера, согласно заданным размерам на чертеже.

В. Переустановить заготовку, закрепить.

Переход №6. Точить ∅512Н14, выдержав размер 18h9.

Переход №7. Точить ∅916h8, выдержав размер 41Н14.

Переход №8. Подрезать углубления на торце фланца, согласно чертежу.

Переход №9.Точить углубления, выдержав размер 36 мм.

Переход №10.Точить большие фасонные углубления, согласно чертежу детали.

Переход №11. Точить меньшие фасонные углубления, согласно чертежу детали.

Операция 020.Координатно-расточная

2Е470А

А. Установить заготовку, выверить, закрепить.

Переход №1. Расточить канавку шириной 4Н8 выдержав размер 5 мм и глубину 10 мм.

Переход №2. Точить фаски 2×45°.

Переход №3. Точить ребра толщиной 1 мм выдержав размер 3,13мм глубиной 3 мм.

Переход №4. Точить углубление(канавку) согласно чертежу.

Операция 025. Горизонтально-расточная

2А622Ф1

А. Установить заготовку, выверить, закрепить.

Переход №1.Центровать 72 отверстия ∅7 .

Переход №2. Сверлить 72 отверстия ∅7 .

Переход №3. Зенкеровать 72 отверстия на проход ∅8 угол 5

Операция 030. Координатно-расточная

2Е470А

А. Установить приспособление на стол станка, выверить, закрепить.

Установить заготовку на приспособление, выверить с точностью по 0,02 мм, закрепить.

Переход №1.Фрезеровать торцевые шлицы (хирты) 120 штук с припуском 0,05…0,07 мм, согласно тех. требованиям чертежа.

Переход №2. Фрезеровать дно пазов(кроме первого паза), для предварительной обработки на глубину 0, 04 мм max от номинального размера.

Переход №3. Фрезеровать окончательно торцевые шлицы, выдерживая размеры согласно чертежу.

Операция 035. Горизонтально-расточная

2В622Ф4

А. Установить на стол станка делительное приспособление.

Установить на делительное приспособление диск турбины 1-ой ступени, выверить деталь относительно оси фрезы таким образом, чтобы ось паза типа 2ель» совпадала с осью фрезы, выверить с точностью до 0,01, закрепить.

Переход №1. Точить 72 паза дисковой фрезой.

Переход №2. Фрезеровать 72 паза черновой профильной фрезой, выдерживая угол между пазами 5 градусов.

Переход №3. Фрезеровать 72 паза получистовой профильной фрезой, выдерживая угол между пазами 5 градусов.

Переход №4. Фрезеровать окончательно 72 паза чистовой профильной фрезой, выдерживая угол между пазами 5 градусов.

2.7 Выбор оборудования, приспособлений и инструмента.

Операция 010.Горизонтально-расточная

Станок:

Горизонтально-расточной 2А622Ф1.

Режущий инструмент:

-сверло спиральное ГОСТ 2034-80;

- резец токарный подрезной отогнутый (правый и левый) с пластиной из твердого сплава по ГОСТ 18879-73;

- резец токарный, проходной отогнутый (правый и левый) с пластиной из твердого сплава по ГОСТ 18868-73;

- резец токарный расточной с пластиной из твердого сплава, j=950 по ГОСТ 18883-73.

Операция 015.Токарная-карусельная

Станок:

Токарно-карусельный 16 DS «ШИСС»

Режущий инструмент:

- резец токарный проходной с пластиной из твердого сплава ВК10ХЩМ;

- резец токарный подрезной с пластиной из твердого сплава ВК10;

- резец токарный расточной с пластиной из твердого сплава ВК8.

Операция 020. Координатно-расточная

Станок:

Координатно-расточной 2Е470А.

Режущий инструмент:

- концевая черновая фреза ГОСТ 18948-73;

- концевая чистовая фреза ГОСТ 18948-73.

Оборудование:

Приспособление для поворотного стола.

Операция 025. Горизонтально-расточная

Станок:

Горизонтально-расточной 2А622Ф1

Режущий инструмент:

-сверло спиральное с коническим хвостиком ГОСТ 10903-77;

- хвостовой зенкер с пластинами из твердого сплава ВК8.

Операция 030. Координатно-расточная

Станок:

Координатно-расточной 2Е470А.

Режущий инструмент:

- дисковая фреза прорезная черновая ГОСТ 2679-93;

- дисковая фреза прорезная чистовая ГОСТ 2679-93.

Операция 035.Горизонтально-расточная

Станок: Горизонтально-расточной 2В622Ф4

Оборудование:

Делительное приспособление для диска турбины 1-ой ступени.

Режущий инструмент:

- фреза черновая профильная концевая

-фреза получистовая профильная концевая

-фреза чистовая профильная концевая

Инструмент:

Комплект роликов для контроля ширины пазов.

Калибр.

2.8 Определение припусков на механическую обработку

Таблица 2 - Припуски и операционные размеры для поверхностей Ø996h6, 180h8

Технологический переход Квалитет Элементы припуска, мкм 2Zmin, мкм Допуск, мкм Операционный р-р, мм Расчетный операц. р-р, мм Расчетный р-р припуска, мм
Rz h ΔΣ ɛy max min max min
Ø996h8                        
Заготовка         1004,465     - -
Черновое точ. h12     127,1       997,471 997,4 996,845 10,155 5,7
Чистовое точ. h10     5,1       996,517 996,517 996,16 1,14 0,5
Шлифование h8     0,15       996,172 996,172 995,928 0,41 0,16
Шлифование (чистов.) h6     0,003           994,975 0,188 0,1
180h8                        
Заготовка         188,293        
Черновое точ. h12     127,1       181,305 181,3 180,845 10,155 5,7
Чистовое точ. h10     5,1       180,345 180,345 180,16 1,14 0,5
Шлифование h8     0,15           179,928 0,417 0,16

Определение припуска на размеры Ø996h6, 180h8:

где,

- шероховатость и глубина дифектов полученных на приведенной обработки;

- погрешность формы взаимного расположения поверхностей полученных на приведенной обработки;

- погрешность установки на текущей технологической операции.

Черновое точение:

Чистовое точение:

Черновое шлифование:

Чистовое шлифование:

Элементы припуска:

Качество поверхности достигаемая при ковке:

Rz=320мкм; h=350мкм.

Отклонения расположения поверхности ковки:

ΔΣзаг= =2119 мкм

где, Δсм.шт.=2000 – отклонение от концентричности, мкм;

Δкароб.=700 – коробление слитков, мкм;

Для последующих механических обработок ΔΣ определяется через коэффициент уточнения]:

ΔΣі= ΔΣі-1·kyi

Δчер.точ.= ΔΣзаг· kyчер.=2119·0,06=127,14мкм;

Δчист.точ.= Δчер.· kyчист.=127,14·0,04=5,08мкм;

Δшлиф.чер= Δчист.· kyшлиф. чер.=5,08·0,03=0,152мкм;

Δшлиф. чист= Δшлиф.чер.· kyшлиф. чист.=0,152·0,02=0,003мкм.

Погрешность установки:

ɛучер.точ.=500 мкм; ɛучист.точ.=80мкм; ɛушлиф.чер.=30мкм; ɛушлиф.чис=20мкм.

Операционные размеры для ∅996h6

Ашлиф..=996+0,1+0,072=996,172мм;

Ачис.рас.=996,172+0,16+0185=996,517мм;

Ачер.рас.=996,517+0,454+0,5=997,471мм;

Азаг.=997,471+5,694+1,3=1004,465мм.

Операционные размеры для ∅180h8

Ачис.точ.=180+0,16+0,185=180,345мм;

Ачер.точ.=180,345+0,45+0,46=181,305мм;

Азаг.=181,305+5,694+1,3=188,299мм.

2.9 Расчет режимов резания

Рассчитываем режимы резания на один из переходов, который наиболее нагруженный на операцию 015 токарно-карусельную и операцию 035 горизонтально-расточную. Для расчетов режимов резания используем литературу: [4].


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: