Оптимизация технологических процессов фрезерования труднодоступных поверхностей корпусных деталей из труднообрабатываемых материалов ( материал 12Х18Н10Т )

Содержание

Введение

Глава 1. Проблемы при обработке труднообрабатываемых материалов на фрезерных станках

1.1. Характеристики обрабатываемого материала

1.2. Классификация материалов по обрабатываемости

1.3. Коэффициент обрабатываемости материалов

1.4. Проблемы при обработке деталей из заданного материала на фрезерных станках, связанные с его свойствами

Глава 2. Анализ исследуемых технологических процессов

2.1. Особенности обработки труднодоступных поверхностей корпусных деталей из труднообрабатываемых материалов. Особенности черновой и чистовой обработки

2.2. Инструментальные материалы, применяемые для изготовления режущих пластин инструмента для обработки труднодоступных поверхностей корпусных деталей из труднообрабатываемых материалов на фрезерных станках

Глава 3. Определение проблем в исследуемых технологических процессах

Глава 4. Анализ особенностей инструмента, оснастки и оборудования

4.1. Режущий и вспомогательный инструмент для обработки труднодоступных поверхностей

4.2. Классификация многогранных пластин

4.3. Способы крепления многогранных пластин

4.4. Покрытия многогранных пластин и режущих инструментов

4.5. Вспомогательный инструмент

Глава 5. Рекомендации по оптимизации технологических процессов обработки труднодоступных поверхностей корпусных деталей из труднообрабатываемых материалов

Заключение

Список использованной литературы

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ТРУДНОДОСТУПНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ (МАТЕРИАЛ 12Х18Н10Т)

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена растущими требованиями российского машиностроительного комплекса к повышению эффективности механической обработки корпусных деталей из коррозионностойких сталей аустенитного класса, применяемых в наукоемких отраслях промышленности. Сталь марки 12Х18Н10Т относится к труднообрабатываемым материалам с низким коэффициентом обрабатываемости, что предъявляет особые требования к выбору режущего инструмента, режимов резания и технологических схем фрезерования. Особую сложность представляет обработка труднодоступных поверхностей корпусных деталей — внутренних полостей, карманов, глубоких пазов и криволинейных контуров, где доступ стандартного инструмента ограничен геометрией детали.

В современных условиях импортозамещения и развития отечественного станкостроения проблема оптимизации технологических процессов фрезерования труднообрабатываемых материалов приобретает стратегическое значение для предприятий авиационной, судостроительной, химической и энергетической промышленности. Научные исследования в области технологии машиностроения, проводимые в МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГТУ «СТАНКИН», ФГБУН «Институт машиноведения РАН», направлены на разработку прогрессивных методов обработки и создание эффективных технологических решений.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием фундаментальных трудов по теории резания металлов, исследованиями физико-механических процессов при обработке жаропрочных и коррозионностойких сталей, однако вопросы комплексной оптимизации технологических процессов фрезерования труднодоступных поверхностей с учетом современного инструментального обеспечения требуют дальнейшей проработки.

Цель курсовой работы — разработка рекомендаций по оптимизации технологических процессов фрезерования труднодоступных поверхностей корпусных деталей из стали 12Х18Н10Т на основе анализа проблем обработки и особенностей применяемого инструментального обеспечения.

Задачи курсовой работы:

• изучить характеристики материала 12Х18Н10Т и классификацию материалов по обрабатываемости;
• проанализировать проблемы фрезерной обработки коррозионностойких сталей аустенитного класса;
• исследовать особенности технологических процессов обработки труднодоступных поверхностей корпусных деталей;
• рассмотреть современное инструментальное обеспечение и оснастку для фрезерования труднообрабатываемых материалов;
• разработать практические рекомендации по оптимизации технологических процессов.

Объект исследования — технологические процессы фрезерования труднодоступных поверхностей корпусных деталей из стали 12Х18Н10Т.

Предмет исследования — параметры режимов резания, характеристики режущего инструмента и методы оптимизации фрезерной обработки коррозионностойких сталей.

Методологическая база включает теоретические положения технологии машиностроения, методы расчета режимов резания по ГОСТ 3.1107-81, нормативы ГОСТ 25347-2013, анализ технических характеристик инструментальных материалов и многогранных неперетачиваемых пластин по каталогам производителей.

Научная новизна работы заключается в систематизации проблем фрезерной обработки стали 12Х18Н10Т применительно к труднодоступным поверхностям корпусных деталей и формировании комплексного подхода к выбору инструментального обеспечения.

Теоретическая значимость состоит в обобщении научно-технической информации о физико-механических процессах при фрезеровании труднообрабатываемых материалов.

Практическая значимость заключается в разработке рекомендаций, применимых на машиностроительных предприятиях при проектировании и оптимизации технологических процессов механической обработки.

Структура работы включает введение, пять глав основной части, заключение и список использованной литературы.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ

1.1. Характеристики обрабатываемого материала

Сталь марки 12Х18Н10Т представляет собой коррозионностойкую хромоникелевую аустенитную сталь, стабилизированную титаном, широко применяемую в российской промышленности для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах при температурах до 600 °С. Согласно ГОСТ 5632-2014, химический состав стали включает 17–19 % хрома, 9–11 % никеля и 0,4–1,0 % титана при содержании углерода не более 0,12 %. Присутствие титана обеспечивает связывание углерода в стойкие карбиды TiC, предотвращая межкристаллитную коррозию при сварке и термической обработке [1, c. 45].

Физико-механические свойства стали 12Х18Н10Т определяют ее поведение при механической обработке резанием. Временное сопротивление разрыву составляет 530–650 МПа, предел текучести — не менее 210 МПа, относительное удлинение — не менее 40 %, что свидетельствует о высокой пластичности материала. Твердость стали в закаленном состоянии составляет 140–180 НВ, теплопроводность — 16,3 Вт/(м·К), что значительно ниже теплопроводности конструкционных углеродистых сталей [3, c. 78]. Аустенитная структура стали сохраняется при комнатной температуре и характеризуется отсутствием полиморфных превращений при нагреве.

Низкая теплопроводность стали 12Х18Н10Т приводит к концентрации тепла в зоне резания, интенсивному нагреву режущей кромки инструмента и ускоренному износу. Высокая пластичность обусловливает склонность материала к наклепу в поверхностном слое, образованию нароста на передней поверхности инструмента и налипанию стружки. Аустенитная структура обеспечивает высокую вязкость, затрудняющую стружколомание и формирование сливной стружки, что негативно влияет на качество обработанной поверхности и стойкость инструмента [5, c. 112].

Коррозионная стойкость стали 12Х18Н10Т обеспечивается наличием плотной пассивной пленки оксидов хрома на поверхности, устойчивой в окислительных средах, растворах

…