Удосконалення технологічного процесу виготовлення вала 23.01.15.01-08 шляхом автоматизації вибору різального інструменту та режимів різання на механічних операціях

Abstract

Актуальність теми. Деталь вал 23.01.15.01-08 є частиною об’ємного відцентрового двоступінчастого насоса, що використовується для перекачування рідини: води, нафти, палива. Основним робочим органом насоса є робоче колесо, що монтується на деталі вал, формуючи складальну одиницю ротора насоса. Оскільки вал 23.01.15.01-08 є тілом обертання з відношення діаметру до довжини більше 5, процес його механічної обробки ускладняється необхідністю забезпечення жорсткості деталі у процесі точіння. У контексті підвищення конкурентоздатності виробів вітчизняного виробництва заслуговують уваги питання пов’язані з удосконаленням технологічного процесу механічної обробки. На сьогоднішній день залишається актуальним питання зниження технологічної собівартості виробництва деталі вал. Вирішення цієї проблеми можливе за рахунок автоматизації вибору різального інструменту, раціонального вибору режимів різання та заміни верстатів на більш продуктивні, що і визначило хід подальших досліджень. Мета роботи. Виконати удосконалення технологічного процесу виготовлення вала 23.01.15.01-08 шляхом автоматизації вибору різального інструменту та режимів різання на механічних операціях. Методи дослідження. Виконання кваліфікаційної роботи здійснювалося з використанням основ технології машинобудування. При визначенні раціональної геометрії різальних пластин було використано засоби автоматизації, що були реалізовані у програмному середовищі Sandvik Tool Guide. Для визначення раціональних режимів різання було проведено віртуальний експеримент у емуляторі процесу точіння. Планування експерименту здійснювалося за методикою повнофакторного експерименту типу 22. Математична обробка результатів експериментального дослідження здійснювалася з використанням дисперсійного аналізу у середовищі програми Minitab. Наукова новизна одержаних результатів: на основі дисперсійного аналізу було визначено основні технологічні фактори та ступінь їх впливу на якість обробленої поверхні, період стійкості різального інструменту, температуру в зоні різання, тангінційльну складову сили різання для чистової токарної операції. Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, у експериментальній варифікації результатів автоматизованого розрахунку режимів ріазння, що дозволило визначити раціональні режими різання при точінні для деталі вал 23.01.15.01-08, та забезпечити більший період стійкості інструменту та підвищення продуктивності, дотримуючись вимог по шорсткість циліндричної поверхні валу на чистовій стадії токарної обробки.

The purpose of the work. To improve the manufacturing process of the 23.01.15.01-08 shaft by automating the selection of the cutting tool and cutting parameters in the turning operation. Research methods. The qualification work was carried out with the use of basic mechanical engineering technologies. Automation tools were used to determine the plate cutting geometry, which were implemented in the Sandvik Tool Guide software environment. To determine rational cutting modes, a virtual experiment was conducted in the turning process emulator. The planning of the experiment was carried out according to the methodology of a full-factorial experiment of type 22. Mathematical processing of the results of the experimental study was used using variance analysis in the Minitab environment. Scientific novelty of the obtained results: on the basis of dispersion analysis, the main technological factors and the degree of their influence on the quality of the machined surface, the period of stability of the cutting tool, the temperature in the cutting zone, and the tangential component of power cutting for the finishing turning operation were determined. The practical significance of the obtained results arises from the fact that during the experimental variation of the results of the automated calculation of cutting modes, which made it possible to set up rational cutting modes with accuracy for parts of the 23.01.15.01-08 shaft, and to ensure a longer period of tool stability and increase productivity, meeting the requirements for the roughness of the cylindrical surface shaft at the finishing stage of turning.