Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Особенности технологической подготовки производства при обработке цветных металлов. Учебное пособие.pdf
61
4. МЕТОДИКА УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ
4.1. МЕТОДИКА УЛУЧШЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ НЕ УПРОЧНЯЕМЫХ
АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Сплав АМг6 – относятся к системе Al – Mg – Mn. Он имеет высокие
пластические характеристики при любых температурах, и обладает высокой
коррозионной стойкостью в различных средах, в том числе и в морской воде.
Это, а также хорошая свариваемость сплава предопределяет широкое применение его в судостроении. Несмотря на довольно значительное увеличение растворимости магния в алюминии при повышении температуры, упрочнение при
закалке сплава АМг6 весьма незначительно, поэтому сплав Амг6 относится
к термически не упрочняемым. Полуфабрикаты из сплава АМг6 поставляются
обычно в отожженном состоянии. Отжиг производится при сравнительно невысоких температурах (310…335 °C) с охлаждением на воздухе. При более высоких температурах отжига повышается склонность к коррозии, поэтому для полуфабрикатов низкотемпературный отжиг имеет особое значение. Значительное
упрочнение профилей из сплава АМг6 может быть достигнуто в результате
холодной деформации. Так, правка растяжением в пределах, применяемых
на практике степени деформации (2…3%) не оказывая заметного влияния
на предел прочности профилей из сплава АМг6, значительно повышает предел
их текучести (рис. 4.1) [21].
Для надежной защиты от коррозии нашей детали нужно будет сделать
сочетание: нанести на деталь один слой грунтовки и два слоя полиакриловой
эмали, что даст хорошую защиту в атмосферных условиях.
При черновом наружном точении резцами с пластинами из твердого
сплава при глубине резания t = 2 мм можно выбрать подачу s = 0,4 мм/об
табл. 11 [1; том 2; стр. 266].
62
Рис. 4.1 Деталь в разрезе 3D
Период стойкости Т принимаем среднее 40 мин [4; том 2; стр. 268]
Скорость резания ν, м/мин.
При наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле
.
K
stТ
С
y
xm
(4.1)
Значения коэффициента
С
и показателей степени приведены в табл. 39
[4; том 2; стр. 269].
С
= 350, х = 0,15, у = 0,35, m = 0,20.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий
фактические условия резания K
v
Kv = Kмv·Kнv·K
иv
, (4.2)
где Kмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала
табл. 1 – 4 [4; том 2; стр. 261 – 263].
63
nKK
в
гмv
750
, (4.3)
где Kг = 1 табл. 2 [4; том 2; стр. 262]; σв = 420 МПа; n =1 табл. 2 [4; том 2;
стр. 262].
79,1
420
750
0,1
1
мv
K
Kнv – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки табл. 5
[4; том 2; стр. 263]; Kнv = 0,9; Kиv – коэффициент, учитывающий качество мате-
риала инструмента табл. 6 [4; том 2; стр. 263] Kиv = 1,0.
Kv = 1,79·0,9·1,0 = 1,611,
м/мин.291611,1
4,0280
350
35,015,02,0
Определяем частоту вращения шпинделя п, мин–1
.мин607
16014,3
1000291
1
n
Корректируем по паспорту станка 500 мин–1.
Определяем фактическую скорость резания vф, м/мин
vф = 3,14·160·500/1000 = 240 м/мин.
Определяем скорость подачи (минутная подача) s
мин
, мм/мин.
s
мин
= sn= 0,4·500 = 200 мм/мин. (4.4)
Определяем силу резания, Н.
,10
р
nyx
pz
KvstСР
. (4.5)
Значения коэффициента Ср и показателей степени приведены в табл. 22
[4; том 2; стр. 273].
С
р
= 300, х = 1,0, у = 0,72, n = – 0,15.
Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала K
p
в табл. 9, 10 и 23 [4; том 2; стр. 264, 265, 275].
Kр = Kмр·Kφр·Kγр·K
мλр·Krр
,· (4.6)
64
,65,0
750
420
750
75,0
в
м
n
р
K
Kφр = 0,89.
Остальные коэффициенты на силу резания не влияют.
Kр = 0,65 0,89 = 0,58,
Н.61089,02404,0230010
15,072,00,1
z
Р
Определяем мощность резания Nр,
кВт.4,2
601020
240610
р
N
Определяем необходимую мощность электродвигателя станка Nэ, кВт.
кВт.8,2
85,0
4,2
э
р
N
N
,
где η – КПД кинематической цепи станка.
Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы выполнялось
условие:
,
cтэ
NN
где Nст – мощность станка.
2,8 < 10 условие выполняется.
4.2. МЕТОДИКА УЛУЧШЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
На рисунке 4.2 представлена 3D-модель детали.
Сплав АК4-1 – относится к системе Al – Cu – Mg – Ni – Fe (см. рис. 4.2).
Он является одним из жаропрочных сплавов и вследствие этого в последнее
время находит довольно широкое применение в конструкциях, работающих при
повышенных температурах. Сплав удовлетворительно деформируется в горячем состоянии, температурный интервал деформации 350…470 °C. Сплав
интенсивно упрочняется термической обработкой, путем закалки и искусственного старения горячепрессованных профилей. Предел прочности может быть
65
доведен до 43…45 кг/мм2 и предел текучести до 30…38 кг/мм2.
Общая коррозионная стойкость сплава невысока. Поэтому профили из него
желательно подвергать анодированию или окраске. Сплав удовлетворительно
сваривается [21].
Для надежной защиты от коррозии алюминиевых сплавов только анодного окисления недостаточно. Надежной защитой от коррозии сплава АК4-1
является сочетание анодного или химического окисления с окраской поверхности [21].
Рис. 4.2. 3D-модель детали
66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Проведен литературный обзор алюминиевых сплавов и их характе-
ристик, рассмотрена область применения и основные особенности.
2. Проведен обзор существующего современного режущего инстру-
мент.
3. Рассмотрены основные расчеты режимов резания, показана их важ-
нейшая роль в обработке алюминиевых сплавов.
4. Рассмотрены характеристики СОЖ и их роль в работе, представлены
и разобраны последствия неправильной эксплуатации СОЖ в металлорежущих
станках ЧПУ.
5. Проведен выбор нужной заготовки для проведения исследования.
6. Выполнен расчет режимов резания расчетным методом.
7. Рассказано влияние термической обработки на заготовку или гото-
вую деталь из алюминиевых сплавов.
8. Рассмотрено важное значение гальванического покрытия на алюми-
ниевых сплавах для защиты готового изделия и долгой эксплуатации.
9. Исследован процесс обработки деталей из алюминиевых сплавов
на токарных станках ЧПУ.
10. Описан способ и методика улучшения качества готового изделия.
67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Кошеленко, А. С. Курсовое и дипломное проектирование : учебник /
А. С. Кошеленко, Г. Г. Поздняк, В. А. Рогов. – М. : Изд-во РУДН, 2006. – 42 с.
2. Ванин, В. А. Разработка технологических процессов изготовления
деталей в машиностроении : учебное пособие / В. А. Ванин, А. Н. Преображенский, В. Х. Фидаров. – Тамбов : Изд-во ТГТУ, 2008. – 332 с.
3. Технологические процессы машиностроительного производства :
учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В. А. Кузнецов,
А. А. Черепахин, И. И. Колтунов, и др. – М. : Изд-во Форум : ИНФРА-М,
2009. – 261 с.
4. Косилова, А. Г. Справочник технолога-машиностроителя : справоч-
ник : в 2 т. / А. Г. Косилова. – М. : Машиностроение, 2003. – Т. 1, 2.
5. Муратова, Е. И. Системный подход к организации научно-
инновационной деятельности при подготовке магистров техники и технологии
[Электронный ресурс] : учебное пособие для магистров направл. 150400 /
Е. И. Муратова, С. И. Дворецкий. – Тамбов, 2009.
6. URL : https://www.metiz.com.tw/heat_information.htm
7. Туркин, В. Г. Качество машиностроительной продукции / В. Г. Тур-
кин, Б. И. Герасимов, Жариков В.Д. ; под науч. ред. Б. И. Герасимова. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005.
8. Макаров, В. Ф. Современные методы высокоэффективной абразив-
ной обработки жаропрочных сталей и сплавов [Электронный ресурс] : учебное
пособие / В. Ф. Макаров. СПб. : Лань, 2013. – 320 с. – URL :
http://e.lanbook.com/book/32819. – Загл. с экрана.
9. Режущий инструмент [Электронный ресурс] : учебник / Д. В. Кожевников и др. – М. : Машиностроение, 2014. – 520 с. – URL : https://
e.lanbook.com/book/63256. – Загл. с экрана.
68
10. Фельдштейн, Е. Э. Режущий инструмент. Эксплуатация [Электрон-
ный ресурс] : учебное пособие / Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. – Минск :
Новое знание, 2012. – 256 с. – URL : https://e.lanbook.com/book/2920. – Загл.
с экрана.
11. Режущие инструменты : учебное пособие / В. А. Гречишников,
С. Н. Григорьев, А. Г. Схиртладзе и др. – Старый Оскол :ТНТ, 2009. – 388 с.
12. URL : https://metalloobrabotka-zakazat.ru/article/kontrol-kachestva-obrabotki-
metallov-izmeritelnye-instrumenty/
13. URL : https://studfiles.net/preview/5853311/page:19/
14. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для техни-
ческого нормирования работ на металлорежущих станках. – 2-е изд. – М. :
Машинстроение,1994. – 406 с. – Ч. 1.
15. Справочник технолога-машиностроителя : в 2-х т. Т. 2 / под ред.
А. М. Дальского, А. Г. Суслова, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. –
5-е изд., исправл. – М. : Машиностроение-1, 2003. – 944 с.
16. Балакшин, Б. С. Основы технологии машиностроения : учебник для
машиностроит. вузов / Б. С. Балакшин. – 3-е изд., доп. – М. : Машиностроение,
1969. – 559 с.
17. Колесов, И. М. Основы технологии машиностроения : учебник /
И. М. Колесов. – 2-е изд., испр. – М. : Высш. шк., 1999. – 591 с.
18. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного,
на обслуживание рабочего места и подготовительно–заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство – 2-е изд. –
М. : Машиностроение, 1974. – 421с.
19. Концепция создания системы автоматизированного проектирования
процессов резания в технологии машиностроения / С. И. Пестрецов, К. А. Алтунин, М. В. Соколов, В. Г. Однолько. – М. : Издательский дом «Спектр»,
2012. – 221 с.
20. Алтунин, К. А. Концепция создания информационного обеспечения
интеллектуальной системы автоматизированного проектирования процессов
69
резания в технологии машиностроения : монография / К. А. Алтунин. М. В. Соколов. – Тамбов : Студия печати Павла Золотова, 2015. – 112 с.
21. Физические характеристики сплавов. – URL : http://almetcom.ru/
page644150.
22. Алтунин, К. А. Концепция создания информационного обеспечения
интеллектуальной системы автоматизированного проектирования процессов
резания в технологии машиностроения : монография / К. А. Алтунин. М. В. Соколов. – Тамбов : Студия печати Павла Золотова, 2015. – 112 с.
23. Алтунин, К. А. Разработка системы поддержки принятия решений
выбора режимных и конструктивных параметров токарной обработки /
К. А Алтунин., М. В. Соколов. – Тамбов: Студия печати Павла Золотова,
2016. – 132 с.
24. Алтунин, К. А. Структура и адаптация модели представления знаний
процесса токарной обработки : монография / К. А. Алтунин, М. В. Соколов,
Р.В. Дякин. – Тамбов : Студия печати Павла Золотова, 2017. – 104 с.
25. Соколов, М. В. Интеллектуальная система автоматизированного про-
ектирования процессов резания при токарной обработке материалов / К. А Алтунин., М. В. Соколов. – Тамбов : Студия печати Павла Золотова, 2018 – 256 с.
26. Соколов, М. В. Исследование токарной обработки деталей из корро-
зионностойких сплавов : монография / М. В. Соколов. – LAP LAMBERT
Academic Publishing, Саарбрюккен, Германия, 2018. – 124 с.
27. Соколов М. В. Прогнозирование износа токарных резцов акустиче-
ским методом : монография / М. В. Соколов. – LAP LAMBERT Academic
Publishing, Саарбрюккен, Германия, 2019. – 82 с.
28. URL : https://freza.ru/
70
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение 1
КОНСТРУКЦИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Влияние конструкции режущего инструмента на качество поверхности
заключается в его способности образовывать «правильную» стружку. Важно,
чтобы стружка могла гладко проходить режущую поверхность инструмента.
Это значит, что передний угол зуба должен быть достаточно большой, смазка
должна быть достаточной, а поверхность режущего инструмента достаточно
гладкой. Хорошую гладкую поверхность нельзя получить при работе с изношенным режущим инструментом.
Основные факторы, которые влияют на качество поверхности при механической обработке алюминия, задают четыре отдельных области качества
механической обработки (рис. П1):
Рис. П1. Зависимость качества поверхности и скорость резания
при механической обработке алюминия