Išanalizavus 4J29 Kovar lydinio ir 022Cr17Ni12Mo2 nerūdijančio plieno medžiagų sandarinimo apvalkalą, siūlomas greitaeigio frezavimo ir perpjovimo technologijos metodas sunkiai apdirbamoms medžiagoms apdoroti, kuris ne tik pagerina apdirbimo tikslumą ir apdirbimo efektyvumą. dalių forma ir vidinė skylė, bet ir taupo energiją. pjovimo įrankių sąnaudos.
1 preambulė
Siekiant pagerinti erdvėlaivių veikimą ir tarnavimo laiką įvairiose giliosiose erdvėse, aviacijos ir kosmoso dalys dažniausiai pasirenka medžiagas, turinčias gerą atsparumą karščiui, pavyzdžiui, titano lydinius ir aukštos temperatūros lydinius. Tokių lydinių medžiagų apdorojimas yra prastas ir jas sunku apdoroti. Pjovimo įrankių pasirinkimas Aukšti reikalavimai ir didelės apdirbimo išlaidos. Atsižvelgiant į tokių sunkiai apdirbamų medžiagų ypatybes, sunkiai apdirbamų medžiagų apdirbimo technologijos tyrimai ir įrankio naudojimo trukmės pailginimas padės pagerinti erdvėlaivio laikančiųjų dalių tikslumą ir pagerinti apdorojimo efektyvumą. Kartu tai gali išplėsti įmonės rinkos potencialą ir sukurti didesnę ekonominę naudą. .
2 Problemos apžvalga
Stačiakampės serijos sandarinimo apvalkalas yra gaminio dalis, kurią bendrovė naujai sukūrė pastaraisiais metais, kaip parodyta 1 paveiksle, medžiaga daugiausia yra 4J29 Kovar lydinys ir nerūdijantis plienas. Kadangi gaminio projektavimo struktūrai reikia naudoti stiklo sandarinimo technologiją, keliami aukštesni reikalavimai šio tipo sandarių korpuso dalių paviršiaus šiurkštumui ir vidinei skylei, todėl padidėja apdorojimo sunkumai, sumažėja įrankio tarnavimo laikas, padidėja įrankių kaina, ir sumažėjęs apdorojimo efektyvumas. Praėjimo procentas yra mažas.
3 Problemos analizė
Kaip pavyzdį imant 4J29 Kovar lydinį ir 022Cr17Ni12Mo2 nerūdijantį plieną tam tikro tipo sandarinimo apvalkalo analizei, sandarinimo korpuso dalių struktūra yra panaši, todėl reikia apdoroti skylių eilę vidinėje ertmėje. Skylių eilė naudojama stiklo sandarinimo kaiščiams, o stiklo sandarinimui. Stiklo sandarinimo procese nekvalifikuoti gaminiai gaminami daug kartų, o išeiga nedidelė. Remiantis projektavimo ir meistrų atlikta analize, sandarinimo apvalkalo eilės angos vidinio paviršiaus paviršiaus šiurkštumas turi didelę įtaką stiklo sandarinimo išeigai. Nelengva pašalinti skylutes prie skylių eilės ir vidinės ertmės formos bei griovelių, o tai taip pat turi įtakos dalių sandarinimui.
3.1 Priežasčių, turinčių įtakos detalės angos vidinės sienelės kokybei, analizė
Gamybos linijoje naudojama originali skylių eilučių apdorojimo technologija yra gręžimas → presavimas. Kadangi 4J29 Kovar lydinio medžiaga turi gerą plastiškumą, apdirbant ją lengva prilipti prie peilio; dėl aukštos temperatūros nerūdijančio plieno (022Cr17Ni12Mo2) kietumo ir prasto šilumos išsklaidymo jis skiriasi nuo kitų metalinių medžiagų. Stiprus giminingumas [1], todėl grąžtas greitai susidėvi, daugiausia dėl šių aspektų.
Pagrindinė grąžto pjovimo briauna per greitai susidėvi ir net atsiranda drožlių. Gręžiant sunkiai apdirbamas medžiagas, temperatūra yra aukšta, pjovimo deformacija ir atšalimas yra rimti, o įrankį lengva priklijuoti, kad susidarytų užstatytas kraštas, dėl to skirtingų tos pačios dalies vidinių skylių paviršius nelygus ir grąžto susidėvėjimo būklės apdirbimo metu negalima nustatyti ir kontroliuoti. Stenkitės pagerinti vidinės skylės paviršiaus kokybę ir apdirbimo efektyvumą naudodami volframo-kobalto cementinio karbido grąžtus (YG, YT ir YW), kurie labiau tinka sunkiai apdirbamoms medžiagoms apdoroti. Pagal įrankio nusidėvėjimo principą [2] nustatyta, kad YG įrankyje vis dar vyrauja klijų susidėvėjimas pjovimo metu mažu greičiu, tačiau YT įrankį lydi tam tikras oksidacinio ir difuzinio susidėvėjimo lygis tuo pačiu metu. kaip jungties susidėvėjimas; YW įrankis turi trijų tipų nusidėvėjimą. Susidėvėjimo mechanizmas užima tą pačią padėtį, todėl mažo greičio pjovimui pirmenybė gali būti teikiama YG karbido grąžtams, o greitam pjovimui galima naudoti YW arba YG karbido grąžtus. Pagal šį nusidėvėjimo principą, vidinės skylės paviršiaus kokybė pagerėja pasirinkus tinkamą grąžtą skylių eilui apdoroti. Tačiau dėl didelės mažo skersmens volframo-kobalto karbido grąžto kainos padidėja įrankio kaina, o masinės gamybos ir perdirbimo efektyvumas nėra didelis.
3.2 Priežasčių, turinčių įtakos detalės formai ir vidinės ertmės paviršiaus kokybei, analizė
Apdorojant 4J29 Kovar lydinio medžiagą ir nerūdijančio plieno medžiagą (022Cr17Ni12Mo2), apdirbimui naudojamas įprasto grūdėtumo cementuoto karbido įrankis. Apatinis ir šoninis frezos kraštas greitai susidėvi, o įrankio tarnavimo laikas yra trumpas, todėl pjovimo greitis gali būti mažesnis nei 50 m / Jei pasirenkamas min diapazonas, apdorojimo efektyvumas yra mažas. Palyginti su aliuminio lydinių apdirbimu, frezų tarnavimo laikas yra tik 1/5 aliuminio lydinių apdirbimo; lyginant su 314 nerūdijančio plieno apdirbimu, frezų tarnavimo laikas yra tik 1/3 nerūdijančio plieno 314 apdirbimo.
Pjaunant tokias sunkiai apdirbamas medžiagas, pjovimo srityje nesunku sukurti didelį pjovimo šilumos kiekį, o tai rimtai pažeidžia apdorotų dalių matmenų tikslumą ir našumą. Pjovimo šilumą galima išsklaidyti tik naudojant pjovimo skystį ir vidinius aušinimo įrankius. Tokio tipo konstrukcijos sandariam apvalkalui dėl mažo vidinės angos ir vidinės ertmės dydžio dažniausiai naudojami mažo skersmens įrankiai arba forminiai įrankiai. Didelį pjovimo šilumos kiekį sunku greitai išsklaidyti, o įrankis per greitai susidėvi, todėl padidėja detalės paviršiaus šiurkštumas. Jei jis bus per aukštas ir neatitiks techninių reikalavimų, jis bus vertinamas kaip nekvalifikuotas. Jei tarpas tarp skylių yra mažas, angos nusklembimas sugadins gretimos angos dydį; jei nuožulnumas yra per mažas, šerdis vis tiek turės flanšą, kuris turės įtakos sandarinimo kokybei.
4 problemų sprendimas
4.1 Skylės vidinės sienos kokybės gerinimas
Atsižvelgiant į nenuoseklų sandarinto apvalkalo vidinės skylės paviršiaus šiurkštumą, būtina patobulinti apdorojimo būdą ir parinkti tinkamą įrankį. Atliekant bandomąjį pjovimo procesą, skylių eilės apdorojimo technologija pirmiausia pakeičiama į gręžimą → perpjovimą → smulkų vidinės skylės frezavimą, akivaizdžiai pagerėjo vidinės skylės paviršiaus kokybė, tačiau skylių skaičius yra didelis, o įrankis vis dar veikia. dėvimas, kai smulkiam vidinės skylės frezavimui greitai naudojamas mažo skersmens frezavimas ir atsiranda drožlių įsipainiojimo ir įrankio atlaisvinimo reiškinys, apdorojimo efektyvumas vis dar nėra didelis, o įrankio kaina didėja. Antra, jis pakeičiamas į gręžimą → presavimą → smulkų gręžimą. Vidinės skylės paviršiaus šiurkštumas atitinka reikalavimus, o vienos skylės apdorojimo efektyvumas pagerėjo, tačiau mažo skersmens bendrą gręžimo įrankį reikia pritaikyti, įrankio kaina yra didelė, gręžimo įrankio tarnavimo laikas yra trumpas ir jis negali atitikti kelios skylių eilės. nuobodu.
Remiantis fiksuoto skersmens angų perforavimo technologija, išplėtimo proceso diafragma paprastai yra nuo 3 iki 100 mm. Dėl ilgos pjovimo briaunos perpjovimo metu kiekviena pjovimo briauna dalyvauja pjovime tuo pačiu metu, todėl gamybos efektyvumas yra aukštas, plačiai naudojamas skylių apdailai. Galutinė apdorojimo technologija nustatoma kaip gręžimas → presavimas → presavimas. Kadangi mažo skersmens skylių perforavimo technologija (<φ2mm) has="" not="" been="" adopted="" in="" our="" company,="" a="" suitable="" domestic="" small-diameter="" custom="" carbide="" reamer="" is="" selected="" (see="" figure="">
Atlikdami skaičiavimus ir bandomąjį pjovimą, pasirinkite pagrįstus pjovimo parametrus. Principas yra toks.
Patikrinkite plunksninio įrankio informaciją ir surinktus perpjovimo parametrus bei apdorokite sunkiai apdirbamas medžiagas, pvz., nerūdijantį plieną. Plunksnelės greitis neturi būti per didelis [3] ir pasirinkite atskaitos vertę: pjovimo greitis vc=(6 ~ 12) m/min, pastūmos greitis f=(0. 05 ~ 0,1) mm/r. Stačiakampio sandaraus apvalkalo vidinės ertmės skersmuo yra (1,7–1,8) mm, todėl apdirbimo metu suklio sukimosi greičiui n ir padavimo greičiui vf apskaičiuoti pasirenkamas φ1,8 mm plėstuvas, kur vc=7m/min. , f=0.06 mm /r.
Kadangi pjovimo greitis vc=πDn/1000 (D – įrankio skersmuo, n – suklio greitis), todėl suklio greitis n=1000vc/(πD)=1000×7/(3,14×1,8 )≈1238 (aps./min.).
Pagal tai galima apskaičiuoti padavimo greitį vf=fn=0.06 × 1238≈74 (mm/min).
Pagal skaičiavimo rezultatus faktiniai apdirbimo ir pjovimo parametrai parenkami kaip n{{0}}(1200-1300) r/min, vf=(70-80) mm /min., ir taikomas gręžimo → presavimo → presavimo procesas. Dėl korpuso sandarumo Skylių atstumas yra kompaktiškas, o angos skersmuo yra mažas, todėl paraštė prieš perforavimą reguliuojama iki 0,05 mm. Galutinis faktinis apdorojimo efektas parodytas 3 paveiksle. Kai φ1,83 mm išplėtimas turi daugiau nei 1000 išgręžtų skylių, vidinės skylės paviršiaus šiurkštumas Ra vis tiek gali siekti 0,8 μm, o tai atitinka proceso reikalavimus ir pagerina apdorojimo efektyvumą.
4.2 Paviršiaus apdorojimo kokybės ir įrankio naudojimo trukmės gerinimas
Siekiant pagerinti medžiagų, kurių kietumas aukštoje temperatūroje ir prastai išsklaido šilumą, pvz., aukštos temperatūros lydinių, titano lydinių ir nerūdijančio plieno, apdorojimo efektyvumą ir įrankio tarnavimo laiką, grubiam ir galutiniam apdirbimui dažnai naudojami importuoti cementinio karbido įrankiai. įrankių naudojimo kaina yra labai didelė. Lyginamoji skirtingų įrankių medžiagų nusidėvėjimo skirtumo analizė pjaunant titano lydinius dideliu greičiu, įskaitant nepadengtą cementuotą karbidą, TiAlN PVD dengtą cementuotą karbidą ir PCBN ir kt., nustatyta, kad PCBN įrankių medžiagos yra dideliu pjovimo greičiu, mažu pastūmos greičiu. ir žemas Pjaunant titano lydinius atgaliniu pjovimu, galima gauti gana stabilią pjovimo jėgą ir mažesnę paviršiaus šiurkštumo reikšmę [4]. Taikant didelio greičio frezavimo principą ir naudojant buitinius PCBN įrankius, didesnis pjovimas Didelio greičio ir mažo padavimo apdorojimo būdas padidina įrankio tarnavimo laiką.
Atlikus daugkartinį bandomąjį pjovimą ir patikrinimą, analizė rodo, kad pjaunant sunkiai apdirbamas medžiagas dideliu greičiu, sąveika tarp pastūmos vienam dantukui fz ir užpakalinio sujungimo ap turi reikšmingą poveikį paviršiaus šiurkštumui, esant santykinai didelei tikimybei. Įtaka. Šis reiškinys rodo, kad pastūmos vienam dantukui arba frezavimo gyliui įtaka paviršiaus šiurkštumui yra glaudžiai susijusi su frezavimo gylio ir pastūmos vienam dantu pasirinkimu. Priešingai, vidutinio ir mažo greičio pjovimo sąlygomis sąveika tarp įvairių pjovimo parametrų nėra akivaizdi arba jos nėra. Tai reiškia, kad esant tam tikroms pjovimo sąlygoms, vien ištyrus vieno veiksnio pastūmos poveikį vienam dantukui arba atgalinio pjovimo kiekį paviršiaus šiurkštumui, negalima tiksliai numatyti apdoroto paviršiaus šiurkštumo vertės. Todėl, norint išgauti idealų paviršiaus šiurkštumą, nustatant pastūmos greitį vienam dantukui jį reikia parinkti kartu su užpakalinio sukibimo dydžiu ir atvirkščiai.
4-Planta buitinė kieto karbido freza parinkta greitam grubiam formos ir vidinės ertmės apdirbimui. Dėl mažo užpakalinio įjungimo ap ir mažo pjovimo storio ae jis gali veiksmingai apsaugoti apatinį ir šoninį įrankio kraštą. Sukurta pjovimo šiluma laidi greitai, sumažina tikimybę, kad įrankio antgalis susiformuos briauna, atitinkamai padidina frezavimo greitį vc ir pastūmą vienam dantukui fz, o tai ne tik užtikrina apdirbimo kokybę, bet ir pagerina apdirbimo efektyvumą. Norint apskaičiuoti grubaus frezavimo apdirbimo dilimo trukmę, tereikia nupjauti efektyviai naudojamą susidėvėjusią dalį, o likusi frezos dalis po galandimo vis tiek gali patenkinti grublėtumo poreikį, o tai labai pagerina pjaustytuvą ir sumažina pjaustytuvo kainą.
Sunkiai apdirbamų medžiagų susidariusias šlakas rankiniu būdu pašalinti sunku, kad atitiktų esamus techninius reikalavimus, todėl naudojamas CNC apdirbimas, o nusklembimo frezų apdirbimui parenkamos TiC dengtos greitapjovės plieno medžiagos. Grubus frezavimas pagerina kokybę, korpuso dalys yra smulkios Frezavimo metu susidaro santykinai mažos šlifavimo formos, o nusklembtą frezą tereikia apdoroti pagal detalės kontūrinį takelį, kad būtų užtikrintas sklandus aštrių briaunų perėjimas. Sandarinimo gaubto skylių flanšams ir įbrėžimams apdirbti naudojamas angų nusklembimo frezavimo metodas, naudojant nuožulnų frezą → smulkus iškalimas išpjova, kad būtų užtikrinta, jog kiaurymės nebūtų įbrėžtos ir sujungtos. Įrankio pjovimo parametrai prieš ir po tobulinimo pateikti 1 lentelėje, o apvalkalo apdorojimo efektas parodytas 4 ir 5 pav.
1 lentelė Įrankio pjovimo parametrai prieš ir po tobulinimo
paveikslėlį
paveikslėlį
4 pav. 4J29 Kovar lydinio apvalkalo apdorojimo efektas
paveikslėlį
5 pav. Nerūdijančio plieno medžiagos (022Cr17Ni12Mo2) apvalkalo apdorojimo efektas
5 Sunkiai apdirbamų medžiagų plitimo technologijos populiarinimas ir taikymas
Tam tikro tipo stūmimo strypo dalys (žr. 6 pav.) yra pagamintos iš 00Cr17Ni14Mo2 nerūdijančio plieno, kuris yra sunkiai apdirbama medžiaga. Išoriniame apskritime esanti φ5 mm kiaurymė yra apdorota, gylis yra 15 mm ir reikalinga paviršiaus šiurkštumo vertė Ra=1,6 μm. Pradinis procesas yra toks: montuotojas gręžia → skylės sienelės poliravimas. Kadangi medžiaga yra nerūdijantis plienas, montavimo procese skylėms gręžti naudojamas grąžtas, grąžtas greitai susidėvi, skylės padėtis neatitinka tolerancijos, o vidinės skylės poliravimo efektyvumas yra mažas. Todėl patobulintas procesas yra toks: gręžimas tekinimo staklėmis → Gręžimas. Kadangi tekinimo procese reikia naudoti specialius įrankius stūmimo strypo dalims pritvirtinti, o specialaus įrankio dydis yra per didelis, jį sumontuoti nėra lengva. Todėl, nors faktinis apdorojimas garantavo paviršiaus šiurkštumo vertę Ra{11}},6 μm, apdorojimo efektyvumas nepagerėjo. 00Cr17Ni14Mo2 nerūdijantis plienas Gręžimo įrankis greitai susidėvi, o įrankio kaina yra didelė.
6 pav. Dvimatė stūmiklio schema
Naudojant mažo skersmens skylių perforavimo patirtį, apdirbimo centre gręžimo → presavimo → presavimo technologija naudojama mažo φ 5 mm apdorojimo per skylutes ir sunkumų užtikrinant paviršiaus šiurkštumo vertę Ra{{ 2}},6 μm. Įgyvendinimo procesas yra toks.
Pasirinkite atskaitos vertę: pjovimo greitis vc{{0}}(6–12) m/min, pastūma f=(0.15~0,2) mm/r. Pasirinkite φ5 mm slankstelį, kad apdorojant apskaičiuotumėte įrankio greitį ir pastūmos greitį, imkite vc=7m/min, f=0.18mm/r.
Kadangi pjovimo greitis vc=πDn/1000 (D – įrankio skersmuo, n – suklio greitis), todėl suklio greitis n=1000vc/(πD)=1000×7/(3,14×5) )≈445 (ap./min.), tiekimo kiekis vf=fn=0.18×445≈80 (mm/min.).
Pagal skaičiavimo rezultatus parenkami tikrieji apdirbimo ir pjovimo parametrai: suklio sukimosi greitis n {0}} (450-500) r/min, vf=({{3} }) mm/min., nuolaida prieš perforavimą reguliuojama iki 0,1 mm, o galutinis faktinis apdirbimas Galutinis objektas parodytas 7 paveiksle. Kai φ5,02 mm išplėtimas (žr. 8 pav.) turi daugiau nei 500 perforuotų skylių, paviršius Vidinės skylės šiurkštumas Ra vis dar gali siekti 1,6 μm, o tai atitinka proceso reikalavimus ir pagerina apdorojimo efektyvumą. Pagamintas padėties nustatymo įrankis (žr. 9 pav.) yra paprastos konstrukcijos ir lengvai prispaudžiamas.
paveikslėlį
7 pav. Tikrasis stūmiklio objektas po apdorojimo
paveikslėlį
8 pav. φ5,02 mm slankiklis
paveikslėlį
9 pav. Padėties nustatymo įrankių poveikis stūmimo strypo apdorojimui
6 Pasiektas efektas
Atlikdami šį tyrimą sukaupėme techninės patirties apdirbant sunkiai apdirbamas medžiagas. Vėlesni dalių, pagamintų iš sunkiai apdirbamų medžiagų, pvz., aukštos temperatūros lydinių ir titano lydinių, tyrimai ir plėtra taip pat gali būti apdorojami naudojant pliūpsnio technologiją, ir buvo pasiekta gerų rezultatų. Pavyzdžiui, naudojant φ2,12 mm plėstuvą, pilnas superlydinių medžiagų, skersmens paveikslėlių ir gilių skylių, kurių gylis didesnis nei 40 mm, išplėtimas. Perdirbimo technologija ne tik sutaupo įrankio išlaidas, bet ir pagerina apdorojimo efektyvumą. Žr. 2-4 lentelę, kad palygintumėte dalių apdorojimo poveikį prieš ir po tobulinimo.
2 lentelė Stačiakampių sandarinimo korpuso angų nuotraukų apdorojimas prieš ir po tobulinimo
3 lentelė Stūmimo strypo skylių apdorojimas prieš ir po tobulinimo
paveikslėlį
4 lentelė Įrankių sąnaudos prieš ir po tobulinimo
paveikslėlį
Iš 2 lentelės į 4 lentelę galima daryti išvadą, kad naudojant patobulintą apdorojimo metodą pagerėjo apdorojimo kokybė, dalių pralaidumas padidėjo iki 99 procentų, gamybos efektyvumas padidėjo 33 procentais, o įrankių kaina padidėjo. buvo labai sumažintas.
7 Išvada
Aviacijos ir kosmoso srityje atsirandančios naujos medžiagos ir sunkiai apdirbamos medžiagos kelia aukštesnius reikalavimus pjovimo apdorojimo technologijai. Tik nuodugniai ištyrę sunkiai apdirbamų medžiagų pjovimo ypatybes ir įvaldę daugiau naujų medžiagų savybių, galime pasirinkti tinkamus pjovimo įrankius. Įdiegta įrankio pjovimo būsenos stebėjimo sistema, skirta stebėti įrankio naudojimo būseną realiu laiku. Atsižvelgiant į skirtingą skirtingų medžiagų tarnavimo laiką, įrankis gali būti įvertintas ir parinktas laiku, o tai gali sumažinti išlaidas ir padidinti efektyvumą, tuo pačiu pagerinant erdvėlaivio atraminių dalių apdirbimo tikslumą. Efektas.
