Модернизация технологического процесса изготовления детали «Основание»

Авторы: Антонова Елена Викторовна

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 19-24

Объём: 0,21

Опубликовано в: «Наука без границ» № 11 (28), ноябрь 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Антонова Е. В. Модернизация технологического процесса изготовления детали «Основание» // Наука без границ. 2018. № 11(28). С. 19-24.

Аннотация: В статье рассмотрена технология прецизионной обработки сферических поверхностей с помощью электроэрозионной обработки. Что позволяет значительно усовершенствовать процесс обработки плоскости элемента. Рассмотрен имеющийся технологический процесс изготовления детали «Основание». Внесены предложения по усовершенствованию технологического процесса и представлен новый технологический процесс изготовления с применением данного метода.

Практика показывает, что при обработке сферических поверхностей деталей в машиностроении в основном используются способы обработки либо на специальных станках, либо при помощи специального инструмента, причем обработка при помощи копировальных устройств имеет недостаточную точность [6]. Для получения сферической поверхности с определенными геометрическими характеристиками необходим инструмент с такими же жестко заданными характеристиками, что сложно и трудоемко в изготовлении. Поэтому при обработке точных сферических поверхностей целесообразнее использовать способы обработки, в которых точность формообразования сферической поверхности определяется не профилем инструмента и точностью поворотного или копировального приспособления, а точностью траектории движения заготовки и инструмента, то есть кинематикой процесса, что позволит получить сферические поверхности высокого качества и точности. Сферические плоскости находят обширное использование в деталях промышленного применения и в изделиях, применяемых при проведении экспериментов научного характера. Для традиционных технологий механической обработки задача получения прецизионных сферических поверхностей является чрезвычайно сложной, в ряде случаев невыполнимой. Наилучшим образом отвечает данному требованию электроэрозионная обработка.

На данный момент производственный участок специализируется на обработке деталей приборов и механизмов, содержащих сферические поверхности, как внутренние, так и внешние. Производятся такие детали как, сборные шары, крышки сферические закрытого типа и открытого типа, штока валы различных конфигураций, сложные детали содержавшие несколько сферических поверхностей с заданными точными координатами по расположению (на рис. 1.1, 1.2 представлены примеры деталей).

крышка сферическая                         Шток

Рис. 1.1. Крышка сферическая                                                                                                                            Рис. 1.2. Шток

 В текущем процессе изготовления детали «Основание» вся обработка детали происходит механическим путем, т.е. все поверхности подвергаются сначала лезвийной, а затем абразивной обработке. Сферические поверхности обрабатываются на обрабатывающем 5-ти осевом центре ф. Hermle. Предварительно происходит обработка ступенчатого отверстия, далее сферической фрезой с малым радиусом происходит выборка материала до припуска 0,02-0,05мм под последующею абразивную обработку и прикатку детали на стенде с ответными деталями. Данные процессы занимает значительную часть времени технологического процесса. Также при обработки стали   12Х18Н10Т происходит значительный износ сферических фрез малого радиуса, что приводи к их поломке и далее нарушению геометрических параметров детали. При поломке фрезы остаются следы (вмятины, глубокие царапины,) которые невозможно устранить посредством оставшейся обработки и как следствие деталь уходит в брак. Для исключения данного брака и с целью повышения производительности ТП изготовления детали «Основание» предлагается часть обработки (значительную) сферическим инструментом заменить на другой вид обработки – электроэрозионную обработку. Целью данной работы является технологическая модернизация технологического процесса изготовления детали «Основание», входящей в сборочную единицу «Излучатель», и влияющею на работу данного узла в значительной мере (рис.1.3.).

 деталь Основание

Рис. 1.3. Деталь «Основание»

Существующий процесс изготовления детали «Основание» (рис.1.4) состоит из 15 операций. Предлагаемый технологический процесс включает 9 операций. Обработка сферических поверхностей производится на обрабатывающем центре с последующей доводкой на специально изготовленном агрегатном станке при помощи специальных войлочных кругов (сферических) и последующей прикаткой на стенде с ответными деталями.   

В качестве заготовки для детали «Основание» используется прокат – лист толщиной 70мм; деталь имеет вид тела вращения – диска. На детали имеются конструктивные элементы:

- резьбовые отверстия М6, М8, М24,
- гладкие отверстия Ø150Н8, Ø15H8; Ø30;
- канавка для уплотнителя с параметрами Ø355; Ø345; и глубиной 5 мм
- семь сферических поверхностей 1 – R50 и 6 – R25 (не технологичные элементы конструкции).

Имеющийся и предлагаемый технологические процессы обработки детали «Основание» приведены в табл. 1.1.

 Таблица 1.1

Имеющийся и предлагаемый технологический процесс обработки детали «Основание»

таблица 1

Итак, мы видим, что время изготовления детали «Основание» в связи с внедрением электроэрозионной обработки сократилось на 13,75 мин. И составило 10.86 мин., что позволяет сделать вывод о значительной эффективности предложенного технологического процесса. По результатам внедрения в технологический процесс электроэрозионной обработки были определены затраты на НИОКР, которые представлены в табл. 1.2:

Таблица 1.2

Затраты на НИОКР

таблица 2

Оценка эффективности капитальных вложений составила:

- затраты по существующей технологии – 25 549 632 руб.;
- затраты при использовании разработанных рекомендаций – 16 525 296 руб.

Накопленный дисконтируемый чистый доход (за 5 лет) от операционной деятельности – 30 250 973 руб.

Проведенная работа показала возможность получения прецезионных сферических поверхностей методом электроэрозионной обработки без финишных операций (шлифования, полирования, операций прикатки и т.д.), что значительно снижает себестоимость данных деталей в процессе производства.

Список литературы
1. Королев И. Г., Артамонов В. Д. Способы прецизионной обработки сферических поверхностей // Инновации и инвестиции. 2014. № 1.
2. Блюменштейн В. Ю. Основы технологии машиностроения. – М.: 2011.
3. Пасичный О. О. Кинематический анализ процесса доводки шаров // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – М.: 2010.
4. Технологические системы обеспечения качества изделий машиностроения / В. С. Кривцов, С. И. Планковский, И. В. Бычков, А. В. Лосев // Технологические системы. 2013. № 1.
5. Шепелев А. О., Пасичный О. О. Технология алмазной обработки деталей // Сверхтвердые материалы. М.: 2000. № 2.
6. Халдеев В. Н. Электроэрозионное формообразование прецизионных поверхностей сферической формы // Металлообработка. № 6 (60). 2010.

Материал поступил в редакцию 29.10.2018
© Антонова Е. В., 2018