Композиционные материалы

Фитинг является корпусной  деталью испытывающей вибрационные нагрузки. Следовательно, эксплуатационные параметры детали лимитируют вид получения заготовки. Так же, вид и марка материала – алюминиевый сплав АК-6 позволяет изготавливать заготовку наиболее выгодным для данного сплава  методом – холодная штамповка.

Штамповка имеет ряд  преимуществ: высокую производительность, позволяет получить более точные заготовки и значительно снизить  объем последующей механической обработки, тем самым, увеличивая коэффициент использования материала и понижая себестоимость детали. Штамповка производится в закрытых или открытых штампах.

Из выше сказанного можно  сделать вывод об экономической  целесообразности изготовления заготовки холодной штамповкой из алюминиевого сплава АК-6. Так  как  на  деталях  не  допустимы задиры,  риски,  налип и др.  поверхностные  дефекты,  рекомендуется  межоперационную  транспортировку  заготовок  и  деталей  производить  поштучно  в  защитных  оболочках  (например,  перекладывать  оберточной  бумагой  или  в  полиэтиленовых  пакетах).

Алюминиевый сплав АК-6 обладает хорошей теплопроводностью  и обрабатываемостью давлением.

 

Таблица 1 - Химический состав

Марка сплава	Al	Cu	Si	Mn	Прочие
АК-6	95%	1,8-2,6%	0,7-1,2%	0,8%	0,4-0,8%

 

 

 

 

Таблица 2 - Механические свойства сплава

Марка сплава	Термическая обработка	σВ,Н/мм2	σ0,2, Н/мм2	δ,%	αН, Н·м/см2	НВ	Класс по свойствам
АК-6	Отжиг при 540-560˚С	400-500	600-850	10-15	30-60	180-229	Средней прочности

Процент использования  материала заготовки определяем по формуле:

                                                      (13)

где m _дет.= 0,620– масса детали, кг

m _заг.= 0,835– масса заготовки, кг

К = 0,620/0,835×100% = 74,25%.

Холодная штамповка  производится для алюминиевого сплава АК-6. Штамповка изготавливается массой 0,835 кг. Точность штамповки 5 класса, отдельные размеры могут достигать 3-го класса точности. Чистота поверхностей штамповки обеспечивается по 5-8 классу.

Общие припуски на обработку  и размер заготовки определим  по ГОСТ 7505-89.

 

1.2.6 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

 

При выборе вида заготовки  для вновь проектируемого технологического процесса пришли к следующему варианту: метод получения заготовки изменяется и в результате этого существенно изменяется ряд операций механической обработки детали.

В этом случае вопрос о  целесообразности определенного вида заготовки может, решен лишь после предварительного расчета технологической себестоимости заготовки (детали) по сравниваемым вариантам.

Если деталь изготавливается  из поковки, то затраты на заготовку определяются по весу материала поковки, требующегося на изготовление детали, и коэффициенту использования материала К_и.

Материал детали –  алюминиевый сплав АК-6;

Цена 1кг. поковок из алюминиевого сплава АК-6 Ц_м.п. = 93,2 руб;

Масса готовой детали m_дет = 0,620 кг;

Масса заготовки поковки  рассчитывается как:

                                              ,                                         (14)

где р = 2,75 г/см³ – плотность материала,

V = 2042,55 см³ – объем заготовки,

;

Себестоимость поковки  с учетом стоимости материала  и процесса ковки будет равна:

                                 (15)

Коэффициент использования  материала К_и , при данном методе получения заготовки равен:

                                        (16)

Проведем аналогичный  расчет затрат на получение заготовки, при её изготовлении методом холодной штамповки:

Цена 1кг. штамповок из алюминиевого сплава АК-6 Ц_м.шт. = 202,3 руб;

Масса готовой детали m_дет = 0,620 кг;

Масса штамповки m_заг. = 0,835 кг;

Себестоимость штамповки  с учетом стоимости материала  и самого процесса штамповки будет равна:

Коэффициент использования  материала К_и , при данном методе получения заготовки равен:

Исходя из расчетов, предпочтение следует отдавать тому способу получения заготовки, который обеспечивает меньшую себестоимость детали.

При сравнении имеющихся  вариантов получения заготовки, наиболее экономичным следует принять метод получения заготовки холодной штамповкой. При использовании этого метода экономия на себестоимости штамповки по сравнению с поковкой составит:

,

где С_пок. – себестоимость поковки;

С_шт. – себестоимость штамповки;

N – годовая программа выпуска изделий.

Так же штамповка значительно  превосходит поковку по коэффициенту использования материала К_и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.7 Разработка технологического маршрута обработки поверхностей

 

Составляем  план обработки детали с учётом того, чтобы метод обработки и количество этапов позволял получить поверхности требуемого квалитета точности и величины шероховатости. План представлен в таблице №3:

 

Таблица 3 - План обработки поверхностей

Поверхность	Размер Детали (мм)	Квалитет на деталь	Шероховатость	Кол-во проходов	Инструмент	Операция	Станок
1.Предварительное фрезерование наружного контура заготовки [П.1] , по рис. 7 и чертежу	-	Н12	6.3	2	Фреза концевая Ø40R3	Фрезерная	МС 032
2.Чистовое фрезерование наружного контура заготовки [П.1], по рис. 7 и чертежу	-	Н12	6.3	1	Фреза концевая Ø40R3 Фреза концевая Ø20R3 10x45о	Фрезерная
3.Фрезерование подсечек [П.2] выдерживая размеры 25, 3, R3, согласно рис. 7 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø40R3	Фрезерная
4.Черновое фрезерование внутреннего контура заготовки [П.3], согласно рис. 7 и чертежу.	-	Н12	6,3	2	Фреза концевая Ø30R3	Фрезерная
5.Чистовое фрезерование внутреннего контура заготовки [П.3], согласно рис. 7 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø30R3	Фрезерная
6.Черновое фрезерование плоскости центрального ребра заготовки [П.4], согласно рис. 7 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø30R3	Фрезерная
7.Чистовое фрезерование плоскости центрального ребра заготовки [П.4], согласно рис. 7 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø30R3	Фрезерная
8.Черновое фрезерование колодцев бобышки Ø50, R6 и плоскости центрального ребра [П.5], согласно рис. 8 и чертежу.	-	Н12	6,3	10	Фреза концевая Ø50R3	Фрезерная
9.Чистовое фрезерование колодцев бобышки Ø50, R6 и плоскости центрального ребра [П.5], согласно рис. 8 и чертежу.	-	Н12	6,3	2	Фреза концевая Ø20R3	Фрезерная
10.Окончательное фрезерование  внутреннего контура заготовки [П.6], согласно рис. 8 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø12R3	Фрезерная
11.Сверлить отверстие Ø31.5 на глубину 43 мм.	-	Н12	6,3	1	Сверло спиральное Ø31.5	Сверлильная
12.Фрезеровать отверстие под резьбу Ø33 на глубину 43 мм.	Ø30	Н12	6,3	1	Фреза концевая   Ø30R3	Фрезерная
13.Фрезеровать канавку Ø37 на глубину 6 мм.	Ø26	Н12	6,3	1	Фреза грибковая Ø26R6	Фрезерная
14.Расточить отверстие Ø34 под резьбу	Ø34	Н6	3,2	1	Расточная головка чистовая	Расточная
15.Нарезать резьбу  М36x2 на глубину 37 мм	Ø20	Н6	3,2	1	Резьбофрез Ø20x2R2	Фрезерная
16.Черновое фрезерование внутреннего контура заготовки [П.8], согласно рис. 9 и чертежу.	-	Н12	6,3	2	Фреза концевая Ø30R3	Фрезерная
17.Чистовое фрезерование внутреннего контура заготовки [П.8], согласно рис. 9 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø30R3	Фрезерная
18.Черновое фрезерование колодцев бобышки Ø50, R6 и плоскости центрального ребра [П.7], согласно рис. 9 и чертежу.	-	Н12	6,3	2	Фреза концевая Ø50R3	Фрезерная
19.Чистовое фрезерование колодцев бобышки Ø50, R6 и плоскости центрального ребра [П.7], согласно рис. 9 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø20R3	Фрезерная
20.Окончательное фрезерование внутреннего контура заготовки [П.9], согласно рис. 10 и чертежу.	-	Н12	6,3	1	Фреза концевая Ø12R3	Фрезерная

 

 

                                                      

 

Рис. 7 Обрабатываемые поверхности

    Рис. 8 Обрабатываемые поверхности

Рис. 9 Обрабатываемые поверхности

                 

                               

 

Рис. 10 Обрабатываемые поверхности

1.2.8 Выбор вариантов схем базирования заготовки

 

В этом разделе пояснительной записки  необходимо выбрать основные технологические  базы, чтобы они по возможности совпадали с основными базирующими (конструкторскими) поверхностями детали. Намечаем поверхности, координируемые относительно поверхностей, выбранных в качестве основных технологических баз.

Затем обрабатываются поверхности, которые исходя из размерного анализа детали, координированы относительно поверхностей намеченных для обработки ранее.

Проанализировав чертеж детали, выбранный план обработки  поверхностей и направление обработки приходим к выводу, что в качестве основной технологической базы детали принимаем поверхность центрального ребра заготовки с упором в левый торец внутренней поверхности бокового ребра и подводимую опору. При этом способе базирования мы имеем возможность обработать все оставшиеся поверхности детали в два установа, что значительно повышает точность обработки,  при этом мы соблюдаем принцип единства баз и лишаем деталь всех шести степеней свободы. Для этого необходимо предварительно обработать установочную поверхность фитинга, так как предполагается установка на ложемент этой поверхностью. Для выполнения следующих операций на Обрабатывающем Центре (МС 032) необходимо сконструировать приспособление, позволяющее выполнить эти операции.

При обработке выполняются  следующие операции:

1. Многооперационная  обработка большинства поверхностей  заготовки на Обрабатывающем Центре с ЧПУ.

Производится черновое и чистовое фрезерование наружнего контура заготовки, колодцев,  плоскостей, подсечек, радиусов скруглений, сверление отверстия и нарезание в нем резьбы, фрезерование канавки и снятие фасок. Базирование заготовки осуществляется по предварительно необработанной поверхности центрального и внутренней поверхности бокового ребер, а так же за счет подводимой опоры.

2. Многооперационная  всех остальных поверхностей  заготовки на Обрабатывающем Центре с ЧПУ.

Производится  черновое и чистовое фрезерование плоскостей, колодцев и радиусов скруглений. Базирование заготовки осуществляется по предварительно обработанной поверхности центрального и внутренней поверхности бокового ребер, а так же за счет подводимой опоры.

 

1.2.9 Выбор типов и технологических характеристик оборудования, приспособления, режущего и мерительного инструмента

1.2.9.1 Выбор типов и технологических характеристик оборудования

 

Все операции будем выполнять  на Обрабатывающем Центре МС032

Таблица 4 - Техническая характеристика станка

Наименование устройства	Наименование станка
	МС032

 

1	2
Шпиндельная бабка
Положение шпинделя	Горизонт.
Конус шпинделя	ИСО40
Скорость вращения	12÷3760
Мощность эл. двигателя, Квт	11
Величина перемещений по координатам
Продольный ход (Х), мм	550
Вертикальный ход (Y), мм	500
Поперечный ход (Z), мм	500
Наименьшее/наибольшее расстояние оси  шпинделя от поверхности стола
Наименьшее/наибольшее расстояние торца  шпинделя от центра стола, мм
Поворот планшайбы стола (коорд.C), град.	360
Поворот стола (коорд. А), град.	220
Рабочий стол
Диаметр планшайбы, мм	320
Центрирующий диаметр, мм	150
Предельная масса заготовки  со спутником, кг	100
Скорости перемещения по координатам
Рабочие подачи:
По прямолинейным координатам, мм/мин	1÷4000
По круговым координатам, (коорд. C), град/мин	1÷360
Быстрые перемещения:
По прямолинейным координатам, м/мин	10
По круговым координатам, (коорд. А), об/мин	5
По круговым координатам, (коорд. C), об/мин	10
Усилие по координатам
По прямолинейным, Н	6000
Момент по оси С, Нм	360
Измерительная система
Тип датчика положения	Индутоксин
Дискретность по линейным координатам, мм	0.001
По круговым (коорд. C), град.	0.001
Точность позиционирования по линейным координатам, мм	0.03
По координате А, угл. сек.	60
По координате С, угл. сек.	30
Механизм автоматической смены инструмента
Кол-во инструментов в магазине, шт.	30
Наибольшая длина консольной части  инструмента, мм	250
Максимальный диаметр, мм	80
Наибольшая масса инструмента, кг	6
Время смены инструмента, сек	8
Устройство ЧПУ
Тип	H&K 785M
Количество координат	5
Количество одновременно работающих координат	По 2 из осей X,Y,Z и С и позиционирование по оси А
Система отсчета	В приращениях и абсолютная
Память для программ обработки, Кб	64
Габариты и масса
Габаритные размеры, мм	2500х 3500
Масса, кг	7500