Изготовление деталей авиадвигателей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изготовление деталей авиадвигателей

Содержание

Введение

1. Токарная операция

2. Сверлильная операция

3. Фрезерная операция

4. Шлифовальная операция

Выводы

Библиографический список

Введение

Эффективность производства - это технический прогресс. Качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов от внедрения методов технико-экономического анализа.

Успешная реализация конструктивных решений в большей степени определяется технологией. Проектируемые технологические процессы должны обеспечивать повышение производительности труда и качества изделий при одновременном снижении затрат на изготовление.

Большинство деталей двигателей ЛА изготовляется мехобработкой. Важную роль в процессе мехобработки играют режимы резания. Их некачественный расчет может привести к дефектам поверхностного слоя детали.

В данной работе рассматривается проектирование 4 операций мехобработки детали АД. Для каждой операции выбирается режущий инструмент и определяется основные технологические параметры, необходимые для формообразования поверхности.

1. Токарная операция

Рисунок 2.1 - Схема токарной операции №40

1.1 Выбор режущего инструмента

Для поверхности 5' выбираем проходной упорный отогнутый резец с углом в плане с пластиной из твёрдого сплава Т15К6 ГОСТ 18879-73[3,c.120,т.6].

Геометрические размеры резца приведены на рисунке 2.2

Рисунок 2.2 - Эскиз проходного упорного отогнутого резца.

Материал режущей части резца-твёрдый сплав Т15К6, т.к. марка обрабатываемого материала-20Х13 [3,c.116,т.3]

1.2 Расчет режимов резания

Токарная получистовая операция:

Поверхность 5'Rz20

1. Устанавливаем глубину резания t. Припуск на обработку удаляем

за один рабочий проход : t = zmax = 0,843/2=0,4215 мм;

[ 1,с.10,т.2.1]

2. Рассчитываем подачу по формуле:

3. Принимаем период стойкости резца T=60мин[3,с.268]

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемого режущими свойствами резца:

Находим значение коэффициентов по справочным данным[3,с,269,т.17]:

общий поправочный коэффициент, равный произведению коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки:

поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала. Определяется по формуле[3,с.261]

,

Где коэффициент для материала инструмента;

показатель степени, при обработке резцами с пластинами из твёрдого сплава.

;[3,с.262,т.2].Предел прочности стали [2,с.29,т.1.5].

Тогда:

.

поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для поковки[3,с.263,т.5]

поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала режущего лезвия на скорость резания.

,т.к. материал режущей части резца - твёрдый сплав Т15К6[3,с.263]

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение главного и вспомогательного углов в плане.

Для выбранного резца [2,с.34].

Общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания:

.

С учётом всех найденных величин находим расчётную скорость резания:

6.Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания находится по формуле:

7.Мощность, затрачиваемая на резание, кВт:

где тангенциальная составляющая силы резания при точении [2,с.40]:

Подставляем найденные значения в формулу:

Расчет крутящего момента:

Мощность резания:

8. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия

Мощность на шпинделе станка:

где -мощность двигателя; -КПД станка. Тогда:

Так как - обработка поверхности 18 возможна.

9. Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем токарный станок 1А616.

Основные данные станка:

· Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:

Ш над станиной 320мм;

Ш над суппортом 180мм;

· Частота вращения шпинделя 11-2240 об/мин;

· Число скоростей шпинделя 21;

· Количество величин подач суппорта 22;

· Пределы величин подач суппорта 0,03-1,04 мм/об;

· Мощность гл. электродвигателя 4,5кВт.

10. Полученные значения подачи, обрабатываемой детали корректируем по паспортным данным станка:

- показатель геометрической прогрессии;

Принимаем S=0,3776.

11. Полученные значения частоты вращения, обрабатываемой детали корректируем по паспортным данным станка:

- показатель геометрической прогрессии;

7. Определяем действительную скорость резания:

8.Мощность, затрачиваемая на резание, кВт:

где тангенциальная составляющая силы резания при точении [2,с.40]:

Подставляем найденные значения в формулу:

Расчет крутящего момента:

Мощность резания:

9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия

Мощность на шпинделе станка:

где -мощность двигателя; -КПД станка. Тогда:

Так как - обработка поверхности 18 возможна.

10. Определяем основное время обработки:

где

Тогда время обработки:

.

Результаты расчета на последующие переходы приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Результаты расчета

Номер перехода	tр	Scm	Vp	np	ncm	vd	Pz	Mкр	Nnp
1	0,784	0,3776	168,09	751,85	773,53	172,9	52,5	1,86	5,625
2	2,345	0,3776	128,64	575,39	773,53*	225,6	172,5	5,07	5,625
3	0,344	0,3776	197,17	881,92	773,53	242,88	47,05	2,35	5,625
4	0,742	0,3776	171,21	765,8	773,53	341,53	49,07	3,61	5,625

Примечание:

* - принимаем для удобства обработки поверхности.

2. Сверлильная операция

Рисунок 2.1 - Схема сверлильной операции №55

2.1 Выбор режущего инструмента

Для обработки выбираем сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77 [3, с.144, т.441].

Материал сверла - быстрорежущая сталь Р6М5 т.к. марка обрабатываемого материала 14ХГСН2МА [3,c.115,т.2].

Рисунок 2.2 - Эскиз спирального сверла с цилиндрическим хвостовиком

Для зенкерования выбираем зенкер цельный твёрдосплавный c цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 21543-76[3,c.153,т.47].

Материал режущей части зенкера - быстрорежущая сталь Р6М5, т.к. марка обрабатываемого материала 14ХГСН2МА [3,c.115,т.2].

Размеры зенкера:

D=3,8; d=8,5 мм; L=100 мм; l=20 мм.

Рисунок 2.3 - Эскиз зенкера ГОСТ 21543-76

2.2 Расчет режимов резания

Поверхность 13Rz20

1. Глубина резания t в мм. t=d/2=8,2/2=4,1 мм.

2. Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обрабатываемого отверстия, материала инструмента и других технологических факторов [2,с.48,т.2,2],S=0,07мм/об.

3. Назначаем период стойкости сверла. Для сверла диаметром d=8,2мм в заданных условиях обработки рекомендуется период стойкости Т=10 мм[2,с.54].

4. Скорость главного движения резания при сверлении определяется по формуле[2,с.51]:

,

Где значение коэффициента Cv и показатели степеней берём по рекомендациям [2,с.52,т.2.4]:

С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:

5.Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

6.Определяем осевую силу сверления Po[2,с.57]:

,

где Ср=1100; [2,с.52,т.2.4];

Н;

7.Определяем величину крутящего момента[2,с.58]:

,

где С_m=80 [2, с.52, т.2.4].

8.Определяем мощность, которая тратится на сверление [2, с.58]:

;

Мощность на шпинделе станка:

- КПД станка. Тогда:

9.Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем вертикально-сверлильный станок 2А135.

Основные данные станка:

· Число скоростей шпинделя 9

· Частота вращения, об/мин 68-1100

· Количество величин подач 11

· Пределы величин подач, мм/об 0,115-1,6

· Мощность, кВт 4,5

10. Корректируем подачу по паспортным данным станка:

- показатель геометрической прогрессии;

Принимаем S=0,115.

11. Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка:

- показатель геометрической прогрессии;

Принимаем

12.Определяем действительную скорость сверления:

13.Определяем осевую силу сверления Po[2,с.57]:

,

где Ср=1100; [2,с.52,т.2.4];

Н;

9.Определяем величину крутящего момента[2,с.58]:

,

где С_m=80 [2, с.52, т.2.4].

10.Определяем мощность, которая тратится на сверление

[2, с.58]:

;

Мощность на шпинделе станка:

- КПД станка. Тогда:

Переход зенкерование:

Поверхность 13Rz20

1.Глубина зенкерования: .

2.Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем вертикально-сверлильный станок 2А135 (см. выше).

3.Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обрабатываемого отверстия, материала инструмента и других технологических факторов [3,с.277,т.26]: S=0,6мм/об,

Корректируем её по паспорту станка. Принимаем подачу:S=0,4289мм/об.

4.Назначаем период стойкости зенкера. Для зенкера диаметром d=8,5мм в заданных условиях обработки рекомендуется период стойкости Т=30 мин[3,с.280,т.30].

5.Скорость главного движения резания при зенкеровании определяется по формуле[3,с.276]:

,

где значение коэффициента Cv и показатели степеней берём по рекомендациям [3,с.279,т.29]:

С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:

6.Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка:

Принимаем

7.Определяем действительную скорость зенкерования:

8.Определяем осевую силу зенкерования Po[3,с.277]:

,

где Ср=67; x=1,2; y=0,65 [3,с.281,т.32];

[3,с.264,т.9];

Н;

9.Определяем величину крутящего момента[3,с.277]:

,

где С_m=0,09; q=1; x=0,9;y=0,8, Кр=0,846 назначаем по[3, с.281, т.32].

10.Определяем мощность, которая тратится на зенкерование[3, с.280]:

;

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для зенкерования исходя из условия

Мощность на шпинделе станка:

где - мощность двигателя; - КПД станка. Тогда:

Так как - зенкерование поверхности 13 возможно.

11.Определяем время на зенкерование:

,

где

Тогда основное время на обработку:

.

Суммарное время на зенкерование 6 отверстий:

3. Щлицефрезерная операция

Рисунок 3.1 - Схема шлицефрезерной операции №120

3.1 Выбор режущего инструмента

Для обработки поверхности 7 выбираем модульную черьвячную фрезу ГОСТ 9324-80 [3, с.193, т.106].

Материал фрезы - быстрорежущая сталь Р6М5, т.к. марка обрабатываемого материала 20Х13 [3,c.115,т.2].

Рисунок 3.2 - Фреза червячная ГОСТ 9324-80.

Параметры фрезы da0= мм, d= мм, d1= мм,L= мм число зубьев z= .

2.3 Расчет режимов резания

Поверхность 7Rz5

1. Глубина резания t в мм. t=1,1 мм.

2. Назначаем подачу. Жёсткость системы заготовка-приспособление - средняя, конструкционная сталь, дисковая фреза с мелким зубом: S = 0,04-0,06 мм/зуб [2, с.283, т. 34]. Назначаем подачу S_z = 0,06 мм/зуб..

3.Назначаем период стойкости фрезы. Для фрезы диаметром d=50мм в заданных условиях обработки рекомендуется период стойкости Т=120 мм[3,с.290,т.40].

4.Скорость резания - окружная скорость фрезы, м/мин[3,с.282]:

,

Где значение коэффициента Cv и показатели степеней берём по рекомендациям [3,с.286,т.39]:

.

С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:

5.Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

6.Окружная сила при фрезеровании определяется по формуле [3,с.282]:

Значения коэффициентов [3,с.291,т.41]:

Осевая сила резания равна:

10.Определяем величину крутящего момента[3,с.290]:

,

11.Определяем мощность, которая тратится на сверление

[3, с.290]:

;

Проверяем, достаточна ли мощность станка для фрезерования, исходя из условия

Мощность на шпинделе станка:

где - мощность двигателя; - КПД станка. Тогда:

Так как - фрезерование поверхности 7 возможно.

12. Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем горизонтально-фрезерный станок 6П80Г.

Основные данные станка:

· Наибольшее перемещение стола:

Ш Продольное 500 мм;

Ш Поперечное 160 мм;

Ш Вертикальное 300 мм.

· Наибольший угол поворота стола ± 45°.

· Число скоростей шпинделя 12.

· Частота вращения шпинделя 50-2240 об/мин.

· Число подач стола 12

· Подача стола:

Ш Продольная 22,4-1000 мм/мин;

Ш Поперечная 16-710 мм/мин;

Ш вертикальная 8-355 мм/мин.

· Скорость быстрого перемещения стола:

Ш Продольного 2400 мм/мин;

Ш поперечного 1710 мм/мин;

Ш вертикального 855 мм/мин.

· Мощность электродвигателя привода главного движения 2,8 кВт.

14. В соответствии с паспортными данными станка корректируем частоту вращения шпинделя, выбрав ее из ряда частот для данного станка:

Таблица 1 - Ряд частот вращения, об/мин:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
50	71	100	141	199	282	398	562	794	1122	1585	2240

Принимаем

15.Действительная скорость главного движения резания:

16. Окружная сила при фрезеровании определяется по формуле [3,с.282]:

Значения коэффициентов [3,с.291,т.41]:

Осевая сила резания равна:

17.Определяем величину крутящего момента[3,с.290]:

,

18.Определяем мощность, которая тратится на сверление [3, с.290]:

;

Проверяем, достаточна ли мощность станка для фрезерования, исходя из условия

Мощность на шпинделе станка:

где - мощность двигателя; - КПД станка. Тогда:

Так как - фрезерование поверхности 8 возможно.

19.Основоное время на фрезерование:

Где

Длина рабочего хода:

Тогда время на обработку:

Суммарное время на фрезерование:

механический обработка поверхность деталь авиадвигатель

4. Шлифовальная операция

Рисунок 4.1 - Схема шлифовальной операции №80

4.1 Выбор режущего инструмента

Тип и размеры круга выбираем в зависимости от типа обрабатываемой поверхности, ее размеров, метода обработки.

Выбираем круг ПП - прямого профиля. [3, стр.252].

Материал 2А, твердость 6С, на керамической связке [3, стр.252-254]

Рисунок 4.2 - Эскиз шлифовального круга

Основные размеры, мм:

- наружный диаметр D=100;

- высота H=20;

- отверстие d=20.

4.2 Расчет режимов резания

Поверхность 14Rz5

1.Глубина шлифования t в мм. t=z=0,025мм [3,с.301,т.55].

2.Скорость заготовки в м/мин V_з=12[3,с.301,т.55].

3.Продольная подача:

S=(0,3ч0,7)Н=12,5 мм/мин

4. Расчет мощности при шлифовании торцом круга рассчитываем по формуле [3,с.303]:

C_n =0,14; r=0,8; x=0,8; z=1,0 [3, стр. 303, табл. 56]

5.Проверка на достаточность мощности:

N_пр=N_эф/_ст=0,82/0,8=1,025 кВт

6.По расчетной мощности выбираем станок. В соответствии с методом обработки выбираем круглошлифовальный 3151.

Основные данные станка:

· Наибольший диаметр шлифуемой детали, мм 200

· Число оборотов шлифовального круга в минуту 1050

· Число оборотов патрона бабки изделия в минуту 15-300

· Число скоростей вращения патрона бабки изделия 3

· Пределы величин подач шлифовальной бабки на ход стола, мм 0,01-0,03

· Мощность, кВт 7

7.Выбор скорости вращения круга: V_k=35 м/с [3,с.301,т.55].

8.Выбор наружного диаметра круга:

9. Проверка на условие бесприжоговости:

Удельная мощность, приходящаяся на 1 мм длины:

Мощность, допустимая по условию бесприжоговости:

По условию:

- следовательно условие выполняется.

10.Определение основного времени для шлифования:

к=1,21,5 - коэффициент, учитывающий время обработки поверхности на выхаживание;

Выводы

В результате выполнения КР были спроектированы 4 операции механической обработки. Подобран режущий инструмент для каждого перехода, рассчитаны режимы резания и нормы времени для обработки поверхностей.

Библиографический список

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х т.Т1-5-е изд.перераб. и доп.-М:Машиностроение,1980.

2. Расчет режимов резания труднообрабатываемых материалов/ Б.С.Белоконь, Б.Ф. Федоренко.- Учеб. Пособие. - Харьков: Харьк. авиац. институт, 1996,-85с.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах,т.2/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова.-4-е изд., перераб. и доп --М.:Машиностроение,1985,496с.

Размещено на Allbest.ru