Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние использования производственных ресурсов при построении операций изготовления деталей на станках с ЧПУ 8
1.1. Анализ современного состояния использования производственных ресурсов при построении операций изготовления деталей на станках с ЧПУ 8
1.2. Выводы по главе 1 30
1.3. Предметная область, цель и основные задачи исследования 32
ГЛАВА 2. Анализ затрат производственных ресурсов при выполнении операций изготовления корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ 34
2.1. Исследование связей структурно-параметрических характеристик операций изготовления корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ и показателей расхода производственных ресурсов 34
2.2. Исследование влияния конструктивно-технологических параметров корпусных деталей на затраты производственных ресурсов при выполнении операций их изготовления на многоцелевых станках с ЧПУ 44
2.3. Выводы по главе 2 61
Глава 3. Обеспечение качества изготовления прецизионных поверхностей корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ 63
3.1. Методика и метрологическое обеспечение качества изготовления прецизионных поверхностей 63
3.2. Экспериментально-производственная апробация методики обеспечения качества изготовления прецизионных поверхностей
3.3. Выводы по главе 3 92
ГЛАВА 4. Разработка методики, средств автоматизации и практических рекомендаций по построению и реализации ресурсосберегающих операций изготовления корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ 93
4.1. Методика построения ресурсосберегающих операций изготовления корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ и анализ результатов ее производственной апробации 93
4.2. Средства автоматизации для построения ресурсосберегающих операций и практические рекомендации по изготовлению корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ 118
4.3. Выводы по главе 4 127
Общие выводы и результаты работы 129
Список литературы
- Анализ современного состояния использования производственных ресурсов при построении операций изготовления деталей на станках с ЧПУ
- Исследование влияния конструктивно-технологических параметров корпусных деталей на затраты производственных ресурсов при выполнении операций их изготовления на многоцелевых станках с ЧПУ
- Экспериментально-производственная апробация методики обеспечения качества изготовления прецизионных поверхностей
- Средства автоматизации для построения ресурсосберегающих операций и практические рекомендации по изготовлению корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ
Введение к работе
Актуальность работы. Корпусные детали современных машин отличает конструктивная сложность и высокие требования к качеству изготовления. Для многих из них характерно наличие 3-х и более основных конструкторских баз, расположенных под различными углами друг к другу, посадочных пове…хностей с точностью, например, диаметральных размеров по IT5IT7, значительного числа точных геометрических элементов и отверстий, сложно расположенных в пространстве. Все это обусловило ресурсозатратность производства корпусных деталей. Процессы их изготовления включают, как правило, значительное число технологических операций, выполняемых, зачастую, на оборудовании высокой и особо высокой точности и сопряженных со значительными расходами производственных ресурсов.
Расширяющееся применение для изготовления корпусных деталей находят многоцелевые станки с ЧПУ (МС). Однако, МС отличает высокая стоимость эксплуатации: стоимость станко-минуты МС по сравнению, например, с токарно-винторезным станком с ЧПУ выше в 5 и более раз. Затраты на инструментальное оснащение операций за 10 лет эксплуатации МС становятся соизмеримыми с затратами на его приобретение и монтаж.
Существует актуальная научно-техническая задача сокращения затрат производственных ресурсов при изготовлении корпусных деталей на МС. Наиболее перспективным путем ее решения является построение ресурсосберегающих операций изготовления корпусных деталей на МС. Это требует разработки необходимого, но отсутствующего в настоящее время, технологического обеспечения, включающего методическое обеспечение и средства автоматизации для построения указанных операций. Сказанное делает тему представленной диссертационной работы, направленной на разработку технологического обеспечения построения ресурсосберегающих операций изготовления корпусных деталей на МС, актуальной.
Цель работы. Снижение затрат производственных ресурсов при построении и реализации технологических операций изготовления корпусных деталей на МС.
Основные задачи исследования.
-
Анализ затрат производственных ресурсов при выполнении операций изготовления корпусных деталей на МС.
-
Разработка и экспериментально-производственная апробация методики обеспечения качества изготовления прецизионных поверхностей корпусных деталей на МС.
-
Разработка методики, средств автоматизации и практических рекомендаций по построению и реализации ресурсосберегающих операций изготовления корпусных деталей на МС.
Научная новизна состоит в выявлении формализуемых связей структурно-параметрических характеристик операций изготовления деталей на МС с показателями расхода производственных ресурсов и использовании выявленных связей для построения ресурсосберегающих операций.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования ее основных результатов, разработанных методик и средств автоматизации для построения ресурсосберегающих операций изготовления корпусных деталей на МС инвариантно конструктивно-технологическим характеристикам деталей, модели станка и типу производства. Доказано, что обоснованное построение операций изготовления корпусных деталей на МС из инструментальных переходов, позволяющих обработку нескольких различных комплексов поверхностей одним инструментом, обеспечивает снижение затрат на их выполнение для чугунных заготовок на 15... 30 %, для стальных - на 25...43 %.
Методы исследования. Использовались фундаментальные и прикладные положения технологии машиностроения, методы математического моделирования, теории принятия решений, многокритериального выбора.
На защиту выносятся следующие положения:
- формализованные связи характеристик технологических операций,
выполняемых на МС и значений производственных затрат на их
выполнение, использованные в разработанной программе определения
затрат;
- методика обеспечения качества изготовления прецизионных
поверхностей корпусных деталей на МС лезвийной обработкой с
коррекцией положения инструмента по результатам измерений и средства
автоматизации ее применения;
- методика построения ресурсосберегающих операций изготовления
корпусных деталей на МС.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 6-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее Машиностроения России 2013» (Москва, 2013), XXXV Всероссийской конференции «Наука и технологии» РАН, посвященной 70-летию Победы (Москва, 2015), на 8-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее Машиностроения России 2015» (Москва, 2015), VII Научно технической конференции молодых ученых и специалистов ФГУП «НПЦАП» им. Н.А. Пилюгина (Москва, 2016), на 9-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее Машиностроения России 2016» (Москва, 2016). Основные разделы диссертации докладывались на научных семинарах
кафед…ы «Технологии машиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана в 20132016 г.г.
Публикации. Основное содержание отражено в 9 печатных работах, из которых 5 - в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК РФ. Общий объем публикаций 3,01 п.л. Список публикаций приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 167 страниц, в том числе 106 страниц текста, 42 рисунков, 30 таблиц, список литературы из 119 наименований и приложения на 23 страницах.
Анализ современного состояния использования производственных ресурсов при построении операций изготовления деталей на станках с ЧПУ
Конструкции таких деталей часто содержат нетехнологичные элементы (зоны), изготовление которых затруднительно и предъявляет дополнительные требования к технологическим возможностям применяемого оборудования. Разработку процессов изготовления корпусных деталей традиционно выполняли при безусловном доминировании технологического принципа проектирования над экономическим [1]. Это предполагало разделение технологических процессов на этапы. Выполнение этапов чистовой и окончательной обработки в ряде случаев, например, при наличии поверхностей с точностью диаметральных размеров IT6, IT7, требовало создания специальных производственных условий.
Все более широкое применение для изготовления сложнопрофильных корпусных деталей наукоемких изделий, деталей аэрокосмической техники находят МС. Технологические возможности современных МС характеризуют [6], [7]: а) число управляемых координат 5... 6; б) достижимая точность изготовления основных поверхностей деталей: - по стали IT8, IT7; - по алюминиевым сплавам IT6, IT5; в) достижимая шероховатость основных поверхностей деталей RaO,16...RaO,32 мкм; г) допуски отклонений формы и взаимного расположения обработанных поверхностей - не более 0,003.. .0,005 мм; д) количество инструментов в магазине - до 150; е) габариты обрабатываемых заготовок - до 2000x2000x2000мм.
Приведенные возможности в целом соответствуют основным технологическим задачам, возникающим при изготовлении корпусных деталей современных машин в условиях единичного - серийного производств. Вместе с тем, МС отличает высокая цена и высокая стоимость эксплуатации: стоимость одной станко-минуты МС даже, например, по сравнению со стоимостью станко-минуты современного токарно-винторезного станка с ЧПУ выше в 5 раз и более [8]. Сказанное сделало исключительно актуальной проблематику обеспечения эффективности МС.
Эффективность технологических систем на базе станков с ЧПУ принято оценивать, учитывая [8]: качество изготавливаемой продукции; штучную производительность; количество рабочих, занятых в производстве. Считают [8], что если при внедрении станков с ЧПУ штучное время сократилось на 50% по сравнению с обработкой на станках с ручным управлением, то, несмотря на дополнительные затраты, обеспечивается общее сокращение производственных расходов. Задача ресурсосбережения при оценивании и сравнении эффективности станков с ЧПУ ранее даже не ставилась. Её, в неявном виде, пытались решить путем поиска обоснованного соответствия оценки сложности изготавливаемой детали и технологических возможностей станков с ЧПУ.
В [9] предложена методика определения границ эффективного использования станков с ЧПУ в зависимости от номенклатуры изготавливаемых деталей - тел вращения. Введено понятие "технологическая сложность детали", которую предложено оценивать количественно: СТ = СК[] , (1.1) где Ст- технологическая сложность детали; Ск- конструктивная сложность детали; П І произведение корректирующих коэффициентов, учитывающих влияние на технологическую сложность обрабатываемого материала, вида исходной заготовки, величины снимаемого припуска, технологичности конструкции. Сложность обработки на данной операции (С) определена как часть технологической сложности (Ст). Концентрацию обработки в операции (Кк) определяют: Кк = . (1.2)
По утверждению автора [9] предложенные модели позволяют решать задачи оптимального выбора: оборудования с ЧПУ для изготовления деталей заданной номенклатуры; изготавливаемых деталей для загрузки заданного оборудования с ЧПУ. Подход, изложенный в [9], в последующем развит в [10-13] и др. Для работ данного направления характерны: формализованное количественное оценивание сложности планирующихся к изготовлению деталей на основе, по сути, субъективных показателей; - недостаточная методическая проработанность процедур определения корректирующих сложность коэффициентов. Это ограничивает возможную область применения результатов указанных исследований. Между тем, оценка приемлемого уровня концентрации технологических переходов в операции, выполняемой на МС, имеет исключительно важное значение для ресурсосберегающего построения последней.
В [14] предложена методика оценки рационального выбора оборудования с ЧПУ на основе алгоритма отработки деталей на технологичность (по элементам конструкции детали, точности обработки, наличию унифицированных элементов, свойств обрабатываемого материала и т.д.). Количественно определен обобщенный критерий технологичности и оценен экономический эффект. Обобщенный критерий технологичности получен на основе простой линейной свертки отдельных частных критериев, что с позиций системного анализа некорректно [15]. Частные критерии (коэффициент конструктивной сложности, коэффициент, учитывающий взаимное расположение поверхностей, коэффициент обрабатываемости материала и т.д.) недостаточно обоснованы. Это ставит под сомнение результативность использования материалов работы, к тому же в [14] не комментируемой.
Машиностроительное производство, как правило, обладает ограниченными ресурсами. Ограниченность ресурсов и их высокая стоимость в условиях кризисных явлений в мировой экономике делают задачу ресурсосбережения крайне актуальной и заставляют считать возможность ресурсосбережения одним из важнейших критериев эффективности МС.
Автором выполнен анализ основных производственных затрат, связанных с эксплуатацией в условиях производства мелкосерийного типа трех МС моделей W518MT (Willemin Macodel); C40U (Hermle); G200 (Index) за 10-летний период. Усредненный баланс указанных затрат показан на Рис. 1.2. Безусловно доминирующей статьей производственных затрат, связанных с эксплуатацией МС за указанный период являются затраты на инструмент (приобретение и эксплуатацию). За каждое из последних двух десятилетий затраты на инструмент увеличивались в среднем в 1,2.. .1,28 раза и достигают в настоящее время (за десятилетний период) 0,5...0,56 от затрат на приобретение и монтаж оборудования, то есть становятся соизмеримы с последними. Причинами этого являются: рост оптовых цен на инструменты; нерациональная эксплуатация инструмента, включая построение структуры технологической операции, выбор режимов резания и т.д.
Для важнейших видов производственных ресурсов, использующихся в технологической операции, выполняемой на МС, определены их основные показатели, причины неоправданного расходования, возможные методы их сбережения, и проведен анализ исследований, связанных с реализацией каждого из указанных возможных методов сбережения соответствующего ресурса (Таблица 1).
Исследование влияния конструктивно-технологических параметров корпусных деталей на затраты производственных ресурсов при выполнении операций их изготовления на многоцелевых станках с ЧПУ
Технологическая операция изготовления любой детали, как объект проектного технологического решения (TR), представима в формализованном виде [105]:
TR = (H,F,S,Z), (2.1)
где Н - множество характеристик взаимодействия операции, как объекта, с внешней для нее средой; F - множество функций, выполняемых при реализации операции; S - структура операции; Z - множество параметров операции (Таблица 2).
На Рис. 2.1. схематично показаны основные связи структурно-параметрических характеристик технологической операции обработки заготовки на металлорежущем станке, в том числе - с ЧПУ (см. Таблицу 2) и некоторых статей расходов производственных ресурсов, определенные при заданных показателях качества изготовления, штучной производительности и типе производства. Геометрическо-технологические модели предмета производства (заготовки, детали) априори известны [106]. Очевидно (см. Рис. 2.1), что содержание и последовательность выполнения технологических переходов, определяющие структуру операции, влияют на большинство, как характеристик операции, так и статей расходов производственных ресурсов. Ресурс каждого вида (или его расход) может быть выражен конечным множеством показателей, каждый из которых имеет собственную количественную характеристику. В качестве универсальной меры расходов производственных ресурсов различных видов принят расход финансовых ресурсов (затраты денежных средств).
Компоненты формализованного представления технологической операции изготовления детали Компонент Содержание компонента н Обозначение, наименование детали; класс детали; марка материала; {входной показатель качества заготовки}; {выходной показатель качества заготовки}; группа, тип, модель оборудования; модель устройства ЧПУ; схема установки F {Технологический переход} = {{номер (тип поверхности, {размер поверхности}, инструмент режущий, технологический метод, {выходной показатель качества заготовки})}} S {Позиция}; {вспомогательныйпереход}; {технологический переход}; {рабочийход} Z Норма подготовительно-заключительного времени; {размер поверхности}; {режим обработки}; основное, вспомогательное время, штучное время; объем операционной партии; штучно-калькуляционное время; коэффициент машино-часа Примечание: символом фигурных скобок обозначены множества
При традиционном подходе к построению операций на станках с ЧПУ (МС) их часто формируют из простых (элементарных) технологических переходов, устанавливая однозначное соответствие: идентификатор поверхности - тип поверхности - технологический метод - режущий инструмент. Каждый инструмент часто выполняет единственный технологический переход. Общее число инструментов, используемых в операции, равно числу реализующихся технологических переходов. Этому же числу равно число позиций в инструментальном магазине станка, необходимых для смены инструментов. Множество инструментов, используемых в операции, выполняемой на МС, может состоять из режущих инструментов разных видов (типоразмеров). Это характерно, например, для использования мерного или
Основные связи структурно-параметрических характеристик технологической обработки заготовки на металлорежущем станке и некоторых статей расходов производственных ресурсов фасонного инструмента, при работе которого реализуется принцип копирования. В этом случае: M0Q = М(/0), (2-2) где Io , Vn - множество инструмента, используемого в операции и множество видов инструмента соответственно; М - символ мощности множества. По [107] для операций с ЧПУ M(V„) 12. Множество инструментов, используемых в операции, может включать и инструменты одинаковых видов (типоразмеров), каждый из которых выполняет предписанный элементарный переход. Тогда: M0Q М(/0). (2.3)
Если множество используемого в операции инструмента включает инструменты разных видов (типоразмеров), некоторые из которых выполняют сложные технологические переходы, то M0Q « М(/0). (2.4) Интенсивность использования инструментального оснащения операции может быть оценена одноименным коэффициентом (kuo): Р0 Ко" мОо) (2 5) где Ро - число простых (элементарных) переходов, реализующихся в операции; М (1о) - мощность множества инструмента, используемого в операции (общее количество инструмента, входящего в состав инструментального оснащения операции). Р0 1; М(/0) 1; Р0 М(/0).
При Р0 = М(/0) каждый инструмент выполняет один элементарный переход. При Р0 М(/0) некоторые инструменты из оснащения операции выполняют сложные (инструментальные) переходы. Зависимость (2.5) дискретна (Рис.2.2). Значение кио условно показывает долю нагрузки, связанной с выполнением операции, приходящейся на единицу ее инструментального оснащения. В производственных условиях реально достижение значений кио в пределах 1,05... 1,25, что соответствует снижению затрат на инструментальное оснащение операции на 10...30%. Рост интенсивности использования инструментального оснащения операции зависит от уменьшения мощности множества применяемых в ней видов (номенклатуры) и общего количества инструмента (Таблица 3). Наиболее перспективны пути 3...5 (см. Таблицу 3), однако, их реализация сопряжена с необходимостью выполнения научных исследований с целью преодоления возможных негативных последствий и ограничений, а также разработки методов и средств их производственного применения. Реализацию пути 4 иллюстрирует сравнение вариантов построения токарной операции с ЧПУ из простых (элементарных) переходов (Рис. 2.3,а) и сложных (инструментальных) переходов (Рис.2.3,6), выполненное автором в [17]. Качество соответствующих ("а" и "б") технологических решений оценивали критерием "полезный эффект/затраты" (1.3).
Экспериментально-производственная апробация методики обеспечения качества изготовления прецизионных поверхностей
Цилиндрические и плоские поверхности, входящие в состав Т-комплексов, образующих конструкции корпусных деталей современных машин и приборов точной механики, по точности их диаметральных и линейных размеров можно разделить на две группы: 1) поверхности, допуски размеров которых соответствуют IT14...IT7 (поверхности нормальной точности); 2) поверхности с допусками размеров, соответствующими IT6, IT5 (высокоточные или прецизионные поверхности); Обеспечение качества изготовления поверхностей первой группы на МС в большинстве случае не вызывает затруднений и осуществляется при использовании штатных инструментов и технологических решений.
Возможности современных МС позволяют обеспечивать качество и, прежде всего, точность прецизионных поверхностей, но лишь при использовании нетривиальных технологических решений и приемов [19], [77], [83], [109] и др. Стабильное обеспечение качества прецизионных, в том числе -термически обработанных, поверхностей на МС [70] позволяет принципиально изменить построение процессов изготовления корпусных деталей даже из труднообрабатываемых материалов. В частности, в мелкосерийном производстве изготовлять такие поверхности за один установ заготовки, исключив ряд возможных технологических операций чистовой и окончательной обработки. Это повышает концентрацию технологических переходов в операциях, выполняемых на МС и позволяет за счет использования сложных переходов снизить затраты на инструмент, а также повысить точность взаимного расположения обработанных поверхностей.
При изготовлении прецизионных поверхностей на МС, в особенности, у деталей из труднообрабатываемых материалов, доминирующее негативное влияние на точность оказывает погрешность, вызываемая упругими деформациями технологической системы под действиями сил резания. Это, чаще всего, делает обеспечение точности при использовании УП, в которые введены номинальные геометрические параметры изготавливаемых поверхностей невозможным. Кроме того, обработку на МС ведут лезвийным инструментом, что усиливает влияние указанной погрешности на точность, в особенности, при изготовлении деталей из труднообрабатываемых материалов или после химико-термического упрочнения. Известным путем обеспечения заданной точности изготовления деталей на станках с ЧПУ вляется коррекция (предыскажение) траектории относительного перемещения или положения инструмента и обрабатываемой заготовки. Коррекция может выполняться на основании предварительных расчетов или измерений [83], [ПО], [111]. Возможность проведения измерений непосредственно на станке при выполнении операции и использования их результатов для коррекции положения инструмента упростило и повысило надежность обеспечения точности изготовления прецизионных поверхностей, разработанная автором методика которого рассмотрена в [70].
В соответствии с предложенной методикой при обеспечении точности изготовления прецизионных поверхностей деталей на МС выполняют следующие действия: 1) настраивают технологическую систему МС, включая наладку инструмента, установку приспособления, калибровку используемого для измерений контактного датчика, прогрев станка до тепловой стабилизации; 2) заготовку устанавливают в приспособление; 3) проводят черновую и получистовую обработку поверхности, например, растачиванием (Рис.3.1), оставляя припуск на чистовую (окончательную) обработку и обеспечивая точность выдерживаемого диаметрального размера по IT9 (при заданной точности окончательного размера по IT6) или по IT8 (при заданной точности окончательного размера по IT5); 4) перед началом чистовой (окончательной) обработки измеряют фактический размер поверхности контактным датчиком, установленным на станке, по автоматическому циклу и заданной стратегии измерения (Рис.3.2); 5) припуск на чистовую (окончательную) обработку разделяют на равные части (обычно 2-3) в зависимости от заданной точности окончательного размера поверхности; 6) чистовую (окончательную) обработку поверхности выполняют одним инструментом при неизменном режиме резания. Припуск снимают за 2-3 рабочих хода, перед выполнением каждого из которых вводят коррекцию положения инструмента по результатам измерения.
Суть предложенной методики поясним на примере изготовления отверстия с точностью диаметрального размера по Н6 растачиванием на фрезерно-токарном МС (см. Рис.3.1). Исходили из следующих основных допущений: 1) доминирующее влияние на точность диаметрального размера изготавливаемого отверстия оказывает погрешность, вызванная упругими деформациями ТС под действиями сил резания; 2) действует закон копирования погрешностей в упругой ТС; жесткость ТС переменна по образующей растачиваемого отверстия, но в каждом сечении, перпендикулярном оси отверстия, изменяется незначительно; 3) значения сил резания при растачивании пропорциональны значениям глубины резания (припуска, снимаемого за один рабочий ход) [8]; 4) на каждом из отдельных этапов изготовления отверстия параметры режима резания неизменны, за исключением глубины резания; 5) точность отверстия обеспечена, если погрешность диаметрального размера и погрешность формы отверстия находятся в пределах допуска.
Средства автоматизации для построения ресурсосберегающих операций и практические рекомендации по изготовлению корпусных деталей на многоцелевых станках с ЧПУ
При традиционной методологии технологического проектирования каждый переход выполняют самостоятельным расточным инструментом, предварительно настраиваемым на выдерживаемый диаметральный размер. Переходы 1-3 могут выполняться в одной операции на оборудовании нормальной точности.
С целью улучшения обрабатываемости материала и снижения уровня остаточных напряжений в поверхностном слое между получистовым и чистовым растачиванием проводят высокотемпературный отжиг. Тонкое алмазное растачивание обычно выполняют на оборудовании повышенной точности.
В соответствии с рекомендациями предложенной методики маршрут изготовления поверхности 025Н6 (см. Таблицу 12) был изменен: самостоятельные технологические переходы растачивания чернового и получистового (2, 3) заменены одним инструментальным переходом, а переходы 5-7 (см. Таблицу 12) заменены тремя рабочими ходами одного технологического перехода, для каждого из которых определены значения заданных допусков выдерживаемого размера (см. Таблицу 12).
Предлагаемый маршрутный процесс изготовления поверхности 025Н6( ) состоял из трех технологических операций: 1) операция 005, включающая технологические переходы сверления и растачивания чернового (получистового) на фрезерно-токарном станке с ЧПУ; 2) операция 010 - высокотемпературный отжиг при температуре 1150 С в вакуумной печи (давление 10" мм рт.ст.); 3) операция 015 фрезерно - токарная с ЧПУ, включающая один технологический инструментальный переход-растачивание чистовое (окончательное), выполнявшийся за 3 рабочих хода, перед каждым из которых выполнялся вспомогательный переход измерения диаметрального размера и введение коррекции положения инструмента.
По завершении операции 005 допуск диаметрального размера должен соответствовать Н9, а по завершении операции 015 - Н6. Эксперимент выполняли на фрезерно-токарном многоцелевом станке с ЧПУ W518MT (Willemin Macodel). Для чистовой (окончательной) обработки применяли токарную пластину Mitsubishi CCGT060201L-SSVP15TF. Материал пластины -среднезернистый твердый сплав на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой. Покрытие: PVD - (Al,Ti)N с твердостью 91,5 HRA и упрочненным поверхностным слоем. Смазывающе-охлаждающая жидкость - Mobilcut 232 водорастворимая, полу синтетическая. Зажим образца осуществляли с помощью гидравлического цангового патрона SpannERSPA-65/8 с посадкой непосредственно на конический фланец шпинделя (ГОСТ 12595 тип К, DIN55026 ISO702/1) с цангой SP65ERLd45.
Для реализации процесса разработана операционная технология (Рис.3.10), в соответствии с которой в данной серии экспериментов выполнена обработка 10 образцов (Рис.3.11), поверхности 025Н6 которых подвергались контролю. Растачивание чистовое проводили при глубине резания в соответствии с результатами предварительного расчета припусков и результатами контроля, подача составляла 0,1 мм/об, скорость резания 35,5 м/мин (частота вращения образца 450 об/мин). Предварительный контроль обрабатываемой заготовки выполняли непосредственно на станке. Система управления (регулирования) состояла из измерительного щупа, L / J Y
Растачивание образца (а) и измерение диаметра отверстия (б) на фрезерно-токарном МС W518MT (Willemin Macodel) устанавливаемого в шпиндель станка, а также системы обработки полученной информации и выдачи сигнала на подрегулирование (подналадку) технологической системы.
При окончательном контроле диаметрального размера 025Н6( ) применяли контрольно-измерительную машину DEA Micra (HEXAGON Metrology) с погрешностью измерения (по ISO 10360-2) Е=1.0 + L/400 мкм, где L - измеряемая длина в миллиметрах. Отклонения формы отверстия контролировали с помощью прибора TALYROND 365 (Taylor Hobson) с погрешностями: а) радиальной (над уровнем стола) +/- 0.02 мкм + 0.0003 мкм/мм; б) осевой (радиус от центра) +/- 0.02 мкм + 0.0003 мкм/мм (Рис.3.12). Шероховатость поверхности 025Н6 измеряли с помощью прибора FORMTALYSURF (Taylor Hobson) с неопределенностью измерения параметров шероховатости 2% + 4 нм (Рис. 3.13).
Замеры наладочного образца показали, что допуск на размер 025Н6 не обеспечен из-за значительной конусообразности поверхности: на длине 70 мм она составила 11 мкм. Причина ее возникновения переменная жесткость ТС в направлении, перпендикулярном оси обрабатываемой заготовки, обусловленная консольной схемой установки последней. Перед обработкой 10 образцов в УП было введено предыскажение траектории, в значительной мере компенсировавшее выявленную погрешность. Результаты контроля показателей качества поверхности 025Н6 для 10 обработанных образцов сведены в Таблицу 13.