Исходные данные для базового технологического процесса

Базовый технологический процесс обработки моноколеса (рис. 4.1) предусматривал обработку детали диаметром 500 мм и высотой 270 мм на фрезерном обрабатывающем центре HERMLE C30U. Далее для достижения заданной шероховатости крыльчатка обрабатывалась на специальной виброабразивной установке. Материал детали: титановый сплав ВТ3-1.

Рис. 4.1. Обрабатываемая деталь – моноколесо (крыльчатка)

Для данной детали целесообразно назначить два этапа обработки: предварительный (черновой), с использованием режимов высокой производительности для прорезки пазов и удаления большей части материала, и окончательный (чистовой), с использованием режимов резания меньшей интенсивности для достижения точности требуемых размеров детали, параметров шероховатости поверхности и наименьшим значениям наклепа и остаточных напряжений в поверхностном слое детали.

На черновом этапе прорезки удаляется примерно 75 % от всего припуска, больше материала снимать не рекомендуется, т. к. деталь тонкостенная и режимы высокой производительности могут привести к формированию больших остаточных напряжений и короблению лопаток.

На первом этапе экономических расчетов необходимо определить время, затрачиваемое на каждую из операций. Поскольку геометрия детали и геометрия заготовки описаны в форме математической модели в одной из САПР, было рассчитано, что в процессе обработки требуется удалить 16681250 мм³ материала. Тогда, зная режимы резания, можно определить удельный съём материала в минуту и соответственно всё время, необходимое на удаление требуемой части материала от общего объема.

Режимы резания:

- предварительный этап: глубина резания 10 мм, подача 0, 2 мм/об (фреза во всех случаях 4-х зубая), скорость резания 60 м/мин;

- окончательный этап: глубина резания 1 мм, подача 0, 2 мм/об, скорость резания 70 м/мин.

Удельная производительность предварительного этапа обработки находится по формуле

,

где d – диаметр фрезы, мм; t – глубина резания, мм; S – подача, мм/об; n – частота вращения шпинделя, об/мин.

мм³/мин.

Аналогично проводятся расчёты для окончательного этапа обработки. Зная, что на предварительном этапе удаляется примерно 75 % материала, определяется время первого этапа операции, которое составит t ₁ = 654 мин = 5, 5 час, время окончательного этапа t ₂ = 1895 мин = = 15, 5 час. Суммарное время операции t _S = 21 час.