UDK 621.9.06 Машины и установки. Основные элементы и вспомогательные устройства. Конструкция, компоновка и принципы работы в целом
A comparative analysis of the technological processes of machining a part from a stamped workpiece using universal equipment and a CNC milling machining center is considered. Route technological processes have been developed. A diagram of a special fixture for machining on a CNC milling center Tongtai TMV-1050QII is presented. Comparative analysis of labor input is made.
RANSITION, OPERATION, TECHNOLOGICAL PROCESS, SPECIAL DEVICE, THIN-WALLED PART
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
В области специального машиностроения одной из основных тенденций производства является изготовление механизмов повышенной точности. Основной технологической сложностью при этом является обработка деталей пониженной жесткости, в том числе коробчатых, тонкостенных. Особенно это проявляется при обработке, как самих нежестких конструкций, так и сборочных узлов. [1]. Заготовки таких деталей получают методом штамповки и гибки [2, 3], что позволяет получать протяженные цельные тонкостенные детали с высокими механическими характеристиками. Применение данных видов деталей в узлах конструкций обеспечивает жесткость, герметичность и точность расположения сборочных единиц.
Для полного представления конструкции детали на рисунке 1 показана её 3D-модель.
Рисунок 1 – 3D-модель детали «Рама затворная»
Исходной заготовкой детали «Рама затворная» служит горячекатаный лист 3 из легированной высококачественной стали 3 ГОСТ 19903-2015 из стали 30ХГСА ГОСТ 11268-76 [4]. Группа стали – хромокремнемарганцовая, легирующие элементы: кремний (0,9-1,2%), углерод (0,28-0,34%), марганец (0,8-1,1%), хром (0,8-1,1%) [5]. Сталь 30ХГСА ГОСТ 11268-76 имеет высокую пластичность. Относительное удлинение данной стали доходит до 20%, что позволяет осуществлять операции «Гибка» и «Калибровка». Направление гибки выбрано вдоль волокон проката (рис. 2).
Рисунок 2 – Схема направления проката
При обработке заготовок «Рама затворная» на металлорежущих станках возникают погрешности установки [6, 7]: «Погрешность установки ε при использовании приспособлений суммируется из погрешности базирования εб и погрешности закрепления εз. В ε следует включать также погрешность положения заготовки εпр, вызываемую неточностью приспособления». Автор выделяет особую группу погрешностей закрепления – деформации тела заготовки под действием сил зажима, обычно превосходящих силы резания на порядок. Большинство теоретических и экспериментальных исследований деформации тела заготовки под действием сил зажима посвящено тонкостенным осесимметричным заготовкам типа кольца или трубы [8, 9, 10]. При механической обработке заготовок на универсальном оборудовании возникали сложности со стабильностью получения размеров.
1. Sosenushkin, E. N. Stress state and deformability of metal in axisymmetric extension / E. N. Sosenushkin, E. A. Yanovskaya, V. V. Emelyanov // Engineering Research. 2015. Vol. 35, No. 6. Pp. 462-465.
2. Chudin, V. N. Extraction of sheet products of box-shaped forms / V. N. Chudin // Forging and stamping production. 2002. No. 6. S. 3-8.
3. Malyshev, A. N. Extraction of box-shaped parts with small angular radii / A. N. Malyshev, S. S. Yakovlev, Y. V. Bessmertnaya // Izvestiya TulGU. Ser. Technical science. 2015. Issue. 4. S. 111-117.
4. GOST 4543-71. Rolled products from alloyed structural steel. Specifications (as amended N 1, 2, 3, 4, 5). [Electronic resource] URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-4543-71 (date of ac-cess: 28.02.2023).
5. GOST 11268-76 Rolled sheet metal for special purposes from structural alloyed high-quality steel. Specifications (with Amendments No. 1, 2, 3). [Electronic resource] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200004034 (date of access: 28.02.2023).
6. Engineering technology: In 2 vol. T1. Fundamentals of engineering technology: Textbook for universities / V. M. Burtsev, A. S. Vasiliev, A. M. Dalsky [and others]; Ed. A.M. Dalsky. 2nd ed., stereotype. M.: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman, 2001. 564 p. -- Text: immediate.
7. Engineering technology: In 2 tons. T2. Machine production: Textbook for universities / V. M. Burtsev, A. S. Vasiliev, O.M. Deev [and etc.]; Ed. G. N. Melnikov. 2nd ed., stereotype. M.: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman, 2001. 640 p. -- Text: immediate.
8. Korsakov, V. S. Machining accuracy / V. S. Korsakov. - MASHGIZ. Moscow 1961. 397 p. - Text: direct.
9. Madureira, L. R. Deformation of thin straight pipes under concentrated forces or pre-scribed edge displacements/ L. R. Madureira, F. Q. Melo - Text: electronic // Mechanics Research Communications. 2015. Vol. 70, pp. 79-84.
10. Yamnikov, A. S. Errors in Clamping Thin-Walled Pipe / A. S. Yamnikov, O. A. Yamni-kova, I. A. Matveev, E. N. Rodionova - Text: electronic // Russian Engineering Research. 2019, Vol. 39, Iss. 11, pp. 966-969.
11. Danilenko, E. A. The use of a CNC milling center for processing thin-walled parts / E. A. Danilenko // News of the Tula State University. Technical science. 2020. No. 10. P. 350-354.
12. Danilenko, E.A. Increasing the accuracy of processing thin-walled box-shaped parts / E.A. Danilenko, A.S. Yamnikov // V International scientific conference "Mechanical Science and Technology Update"16-17 March. 2021. Omsk, Russia. C. 323-331. DOI:https://doi.org/10.25206/978-5-8149-3246-4-2021-331-342.
13. Daniltnko, E. A. The use of a vertical machining center for the processing of thin-walled parts / E. A. Danilenko, A. S. Yamnikov - Text: direct // Proceedings of the Tula State University. Technical science. 2019. No. 3. S. 271-276.
14. Morozov, I. M. Technical regulation of operations of machining parts: Textbook / I. M. Morozov, V. I. Guzeev, S. A. Fadyushin - Chelyabinsk: Ed. YuUrGU, 2005. 65 p.
