Механические свойства стали 20х13 гост 5949-75

временное разрыва МПа	Относительное удлинение %	Твердость материала   после отжига , HB 10 -1 МПа
630	10	126 - 197

Деталь достаточно технологичная в изготовлении. Материал изделия подобран, верно, с точки зрения его физико-механических и эксплуатационных свойств. Корпус имеет обрабатываемые поверхности, позволяющие осуществлять свободный подвод и отвод режущих инструментов при выполнении операций.

При обработке данной детали на большинстве операций применяется стандартный инструмент и универсальная оснастка.

Разработка технологического процесса начинается с загрузки в рабочее поле системы режима «Технология» из раздела «Базы данных».

Ввод данных начинается с таблицы «Деталь». Процесс ввода и редактирования полей записи на всех уровнях идентичен. Для загрузки формы просмотра и корректировки полей необходимо нажать на инструментальной панели кнопку «Редактирование записи». Данная форма имеет следующую структуру: слева располагаются имена полей, справа — их значения.

Технологический процесс может быть разработан на основе библиотеки типовых операций. Последовательность действий, реализующих данный режим, будет рассмотрена для проектирования токарной операции ТП «диска накатного».

Подсистема «Сквозной ТП» позволяет сформировать технологию, состоящую из операций и переходов (рис 1).

Рис. 1. Сквозной технологический процесс

В режиме текущей технологии на уровне «Операции» при обращении к справочнику, в отличие от других подсистем, диалог начинается с выбора вида операции. После выбора требуемого загружается соответствующая база данных. Из базы данных выбирается всё необходимое и, таким образом, формируется технологический переход и весь ТП в целом.

Технологический процесс может быть разработан на основе библиотеки типовых операций. Последовательность действий, реализуемых в токарной операции по переходам, показаны на рис. 2.

Рис. 2. Структура записи операции по переходам

Режимы резания на операции рассчитываем тоже в программе (рис. 3). Выделить курсором нужную БД и двойным щелчком поместить ее в рабочее поле системы. Из загруженного справочника выбирать информацию. При достижении последнего уровня все необходимые данные будут скопированы, и система вернется в форму редактирования записи таблицы Переходы.

В зависимости от вида выбранной информации на форме «Редактирование записи» меняются наименования полей. Так, например, если были выбраны данные о режущем инструменте (рис. 4), поле «Переход» изменит свое название на «Режущий инструмент». Данный механизм реализуется с помощью специальных режимов управления логической структурой данных.

Когда технологический процесс в поле текущей технологии сформирован и отредактирован, можно переходить к разработке комплекта документации. Для этого необходимо щелкнуть мышью на пиктограмме с изображением карт в области Процедуры. Стартует программа формирования комплекта технологической документации.

Рис. 3. Структура записи режимов резания

Рис. 4. Выбор режущего инструмента

Результатом работы является комплект документов технологического процесса обработки резанием, представленный приложением к выпускной квалификационной работе.

Воронежский государственный технический университет

УДК 658.562; 621.9.047

Г.А. Сухочев, С.Н. Коденцев, Е.Г. Смольянникова,

Ю.Е. Фролова

Технологические возможности различных ме­тодов комбинированной обработки для

типовых лопаточных деталей

В работе освещены результаты работ по повышению пока­зате­лей каче­ства нагруженных деталей транспорт­ной ма­шины при фор­мообра­зо­ва­нии меж­лопа­точ­ных ка­на­лов комбинированными методами поверх­ност­ной обработки. Рас­смот­рены направления ис­следований по рас­шире­нию техноло­гиче­ских воз­можностей методов обра­ботки с комби­ни­рованным воздей­ст­вием раз­лич­ного рода на поверхности каналов лопаточных де­та­лей.

С ростом давлений, температур и скоростей перемещений ра­бо­чих органов машин и механизмов возрастают требования к каче­ству деталей и их составляю­щих. В общей системе качества особое место занимает качество поверхностного слоя деталей, во многом опреде­ляющее эксплуатационные свойства. Многие на­груженные детали транспортных машин в эксплуатационных условиях подверга­ются температурно-силовому динамическому воздействию на гра­нице го­рения и текучести материала, а также в криогенных средах, что в процессе эксплуатации приводит к потере заданных свойств поверх­ности и разрушению.

Для экстре­мальных условий эксплуатации обосно­вано новое представление о критериях оценки каче­ства по­верхно­стного слоя де­талей, работаю­щих в среде жид­кого и газообразного водорода при знакоперемен­ных нагрузках. В качестве основного кри­терия предло­жено исполь­зовать глубину микротрещин, запол­няемых га­зообраз­ной рабочей средой при внешнем давлении до 55 МПа. Достигнутая шерохова­тость поверхности использу­ется в качестве критерия оценки также важного показателя  равномерно­сти обработки труд­нодоступ­ной для инструмента поверхности лопаточной детали [1].

В произ­водственных условиях при использовании отдельных схем вибро­ударной обработки в качестве тех­нологической оснастки выступают сами детали с каналами. В условиях огра­ничен­ного дос­тупа гранул в зону обработки последние заклинивают в канале и те­ряют подвиж­ность, что приводит к резкому падению скорости уда­ления при­пуска и не­равномерному упрочне­нию. Следствие – преж­девременный вы­ход на­груженной де­тали из строя в процессе экс­плу­атации. Затраты на ремонт и замену изношенных узлов влияют на себе­стоимость экс­плуатации транспорт­ной ма­шины. Поэтому иссле­дования в области созда­ния эффективных методов комби­нированной обра­ботки деталей с узкими каналами являются актуальными в науч­ном плане и пред­ставляют практический интерес для предприятий раз­личных от­рас­лей машиностроения.

В результате синтеза вибрационного и экструзионного мето­дов обработки, разработан и защищен патентом [2] способ формиро­вания по­верх­ност­ного слоя в узких криволинейных каналах переменного сечения с ограниченным доступом гранули­рован­ного инстру­мента в зону об­работки. Он отличается от традицион­ных вибро­ударных ме­тодов управляе­мым вектором по­дачи гранул в зону обра­ботки. Тре­буе­мое каче­ство поверхности обеспечивается устране­нием мик­роуг­лубле­ний механиче­ским воздействием и обеспечением шероховато­сти R_аmax=1 мкм ло­кальным анодным растворением. Для построения комплексной математи­ческой модель, по­зво­ляющей расчетным пу­тем оптимизи­ровать режимы и управлять каче­ством ком­бинирован­ной обработки была прове­дена классификация и исследованы основ­ные управляющие факто­ры, определяющие каче­ство комбинирован­ной от­делочно-упроч­няющих обработки поверхностей межлопаточ­ных ка­налов.

Успешная реали­зация процесса комбинированной виброэкс­трузи­он­ной обра­ботки возможна при раз­ра­ботке обобщенного крите­рия управ­ле­ния, в качестве ко­торого рас­сматрива­ется величина ди­нами­ческого давле­ния на локаль­ные уча­стки (зоны) обра­батываемой поверх­ности Р_зон, при котором на этом участке формируются задан­ные эксплуатационные харак­тери­стики поверхности сложного про­филя. Этот показатель опреде­ляет не только интенсивность и рав­но­мер­ность обра­ботки и пластического де­фор­миро­вания локального уча­стка поверхности, но и общий характер диффе­ренциро­ванного ком­биниро­ван­ного воздействия на микрогеометрию и весь про­филь меж­ло­паточ­ного ка­нала [1].

В частности, обос­нован оптималь­ный состав рабочих сред, не­обходимых для рав­номерной обра­ботки сложнопрофильных поверх­ностей с допустимыми отклонениями профиля 0,1 мм. Операции комбинированного виброэкструзионного упрочнения поверхностей меж­лопа­точ­ных ка­налов чаще всего вы­полняются с использованием ра­бочей среды, со­стоящей из стальных токопрово­дящих полирован­ных шариков, а опе­рации виброэкструзи­онной от­делки  с добавкой в эту среду сыпучего абразив­ного напол­нителя (например, абразив­ного порошка), либо с использованием только аб­разивных гранул [3].

Традиционное разделение основных операций вибрационной от­де­лочно-упрочняющей обработки по гранулометрическому со­ставу, в частности операций виброэкс­трузионной обра­ботки, на упрочне­ние и отделку является условным, так как обе эти опе­рации обеспечи­вают наклеп поверхностного слоя и снижение шероховато­сти обра­ба­тываемых поверхностей.

Для обеспече­ния наибольшей эффективности обработки каж­дую из ука­зан­ных опе­раций следует осуществлять с использова­нием оп­тимального грану­лометриче­ского состава рабочей среды с учетом ее газожидкостной составляющей, что позво­ляет наиболее равно­мерно обрабатывать технологически труднодос­тупные участки кана­лов. Локальное анодное растворение в данном случае способно из­менять вели­чину наклепа и уско­рять растворение микро и макро­вы­ступов, за счет чего происходит выравнивание физико-механиче­ских характе­ристик обрабо­танных уча­стков и по всему профилю по­верх­ности достигается заданная сте­пень упрочне­ния [4].

Исходя из вышеизложенного и конструктивно-технологиче­ской классификации нагруженных деталей с учетом явлений техно­логиче­ской наследственности предложена методика выбора опти­мальной схемы отделочно-упрочняющей обработки межлопа­точных каналов типовых деталей [5], основные положения которой пред­ставлены в таблице 1.

В итоге, в результате многолетних исследований решена круп­ная проблема создания технологи­че­скими методами по­верхно­стного слоя с увеличенным ресурсом работы для де­талей, экс­плуати­рую­щихся при больших перепадах тем­пе­ратур с воздейст­вием агрес­сив­ных сред в различном агрегатном со­стоя­нии. Это от­крывает воз­мож­ность создания но­вых типов транспорт­ных ма­шин, отве­чающих ме­ждународным требованиям. Некоторые ре­зуль­таты статистических иссле­дований по отказам нагруженных деталей транс­портных машин в экс­тремальных условиях эксплуата­ции приведены в таб­лице 2.

Таблица 1