Исходя из анализа точности и технологичности разделов 1.1.5-1.1.6 предлагаются следущие схемы базирования по операциям
Операция 015 1 установ.
Базирование осуществляется в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне, с дополнительными опорами, что позволяет обработать торец и расточить центральное отверстие. Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон обеспечивает достаточную точность для перечисленных выше обработок.
Рис. 14 Базирование на 1 установе
При такой схеме базирования получаемые поверхности для базирования во втором установе не имеют радиальных и торцевых биений друг относительно друга.
Операция 015, 2 установ.
Базирование осуществляется по уже обработанной поверхности на первом установе. Обрабатываемый торец диска будет параллелен базовому. Погрешность базирования на выдерживаемый размер при этом способе зависит от оснастки станка.
Необходимо учесть, что понадобятся кулачки меньшего размера, для обработки фаски центрального отверстия.
Рис.15 Базирование на 2 установе
Данная схема базирования позволяет согласно требованиям чертежа добиться требований по взаимному расположению поверхностей:
ª допуск перпендикулярности плоскостей диска относительно центральной оси - 0,01 мм;
ª допуск плоскостности поверхностей диска - 0,01 мм на всей длине;
ª допуск перпендикулярности поверхностей крепления поршней относительно центральной оси - 0,01 мм;
ª допуск перпендикулярности оси отверстий для крепления поршней, относительно соответствующих поверхностей кронштейнов - 0,01 мм.
ª
Операция 020.
Вертикальное протягивание исключает погрешность обработки отклонением протяжки от оси отверстия под действием силы тяжести. Ось отверстия совмещается с осью протяжки заходным конусом.
В данном установе важна ориентация детали, поэтому добавим дополнительную ориентацию к базированию:
Рис. 16 Базирование на протягивании
Так как для изготовления детали диск используется многооперационный станок, позволяющий проводить фрезерные операции не снимая деталь, использование фрезерного станка не целесообразно и вносит лишние затраты на оборудование. Так же т.к. данный станок высокоточный и позволяет обработать отверстия с требуемой точностью, можно обойтись без использования сверлильного станка.
2.3. Оборудование[5]
Токарные и фрезерные обработки – выбираем центр обрабатывающий токарно-фрезерный GMX 200 S Linear. [20]
Многооперационные токарные станки позволяют:
- снизить количество операций;
- сократить время обработки за счет быстрой смены инструмента;
- повысить точность обработки поверхностей;
- увеличить производительность труда;
- увеличение срока службы;
- повышение эффективности за счет исключения человека из производственного процесса;
- улучшение условий труда, освобождение человека от тяжелых условий труда;
- обеспечение ритма работы.
Рис.17 Центр обрабатывающий токарно-фрезерный GMX 200 S linear
GMX 200 S linear располагает всеми основными моментами, присущими токарно-фрезерным центрам. Неоспоримым преимуществом здесь служит впервые проведенная адаптация новой системы управления Siemens SolutionLine-Steuerung с встроенной системой программирования ShopTurn-Programmiersystem. GMX 200 S linear открывает область подготовки управляющих программ у действующего оборудования с графической поддержкой для токарно-фрезерных центров. Чтобы программировать также просто и надежно на универсальном станке, как и на токарно-фрезерном центре, имеется упрощенный выбор требуемых циклов, включая 3-D симуляцию заготовки всех токарно-фрезерных операций вплоть до В-осевого контура. Т.о. оператору легче и быстрее получить готовую деталь. Не последнюю роль в новом GMX 200 S linear играет ShopTurn feature, делая его высокопроизводительным в среднесерийном производстве, а также гибким и универсальным центром от мелкосерийного до единичного производства, где комплектность заготовок неограниченна.
Оснащение новым дисковым магазином на 36 инструментов и эргономичной фронтальной загрузкой инструментов, а также защищённой сменой инструментов.
Будь то токарная обработка, сверление или фрезерование деталей типа втулок, прутка и валов с новым GMX 200 linear серия GMX linear уже хорошо оснащена для больших заданий по обработке. Линейный привод, крестовидные салазки с осями Y и B и высокодинамичный токарный и фрезерный шпиндель с 100 Нм и макс. 12.000 об/мин комбинируют характеристики Highend-токарного станка с силой высокотехнологичного обрабатывающего центра. Число оборотов и синхронная по углам передача инструмента, а также интегрированные шпиндельные моторы гарантируют как при версии с контршпинделем так и с задней бабкой кратчайшие процессы.
Благодаря большому запасу инструментов и возможности наладки параллельно основному времени, возможно, экономичное производство малых партий. Новый станок GMX 200 linear расширяет серию токарно-фрезерных центров GILDEMEISTER в зоне с диаметром до 560 мм и превращает эту серию в обширнейшую программу 6-сторонней полной обработки с линейной технологией.
Использование обрабатывающих центров GMX 200 S Linear позволяет снизить количество используемых станков, сократить время обработки, а так же добиваться высокой точности обработки.
Гидроабразивная установка - Системы водоструйной резки фирмы "Water Jet Sweden AB"
Под гидроабразивной резкой подразумевается резка высокоскоростной струёй воды или струёй воды, смешанной с абразивом (гидроабразивная резка). Принцип действия этого метода заключается в том, что поток воды, проходя через отверстие диаметром 0,2 … 0,4 мм, разгоняется до скорости порядка 900 м/мин и направляется на разрезаемую поверхность. При гидроабразивной резке в поток воды добавляется абразив. Во время столкновения с разрезаемым материалом кинетическая энергия струи преобразуется в механическую энергию микроразрушения обрабатываемого материала, и происходит резание.
Преимущества гидроабразивной резки:
· метод гидроабразивной резки может быть применён абсолютно к любым материалам
· разрезаемый материал не подвергается термическому воздействию (холодное резание);
· отсутствие пыли и вредных газов (поток струи воды уносит пыль с собой);
· инструмент резки (струя воды или вода + абразив) не нуждается в переточке;
· низкое тангенциальное усилие резания на деталь (в общем случае даже не требуется зажима разрезаемого материала);
· небольшая, порядка 1 мм, ширина реза (уменьшение отходов и улучшение экономичности раскроя);
· высокая скорость резания;
· возможность резки сложных контуров по фасонным поверхностям;
· рациональный расход материалов;
· быстрое реагирование на нужды производства.
Water Jet Sweden AB (Швеция) является европейским лидером по производству высокотехнологичных прецизионныхустановок гидроабразивной/водной резки. Специалисты компании имеют более чем 30-летний опыт в проектировании и производстве таких станков с применением ЧПУ.
Чрезвычайно высокая механическая точность приводов, использующих прецизионные шарико-винтовые пары BOSCH или линейные двигатели, собственный всемирно известный патент на встроенную систему направляющих, а также совместная работа с ведущим поставщиком систем управления FANUC, позволила Water Jet Sweden производить установки гидроабразивной резки с крупногабаритной поперечной балкой, которая быстро и легко перемещается и работает с максимальной точностью.
Для своих машин компания Water Jet Sweden использует только высококачественные комплектующие, увеличивающие срок службы установок гидроабразивной резки. Первая машина, созданная основателем компании, господином Я. Ридом, в 1975 году для компании "Forlaget Karnan", до сих пор используется в производственных условиях, сохраняя заданную точность. Компания заявляет, что номинальный срок службы машины Water Jet Sweden составляет не менее 20 лет.
Основные технические характеристики некоторых установок гидроабразивной резки Water Jet Sweden приведены в таблице 1.
Таблица 1. Технические характеристики некоторых установок гидроабразивной резки Water Jet Sweden
| Модель машины | NC 2560 S |
| Размер стола, мм | 2700x6700 |
| Зона резания, мм | 2510x6470 |
| Диапазон перемещений по осям X, Y, Z | 2510 6470 175 или 250 |
| Точность позиционирования | ±0,075мм/ 1000 мм |
| Точность повторения, мм | ±0,025 |
| Скорость подачи по осям X-Y, мм/мин | 0 …10 000 |
| Скорость подачи по оси Z,мм/мин | 0 … 4 000 |
| Мин. возможное расстояние между соплами, мм | - |
| Макс. возможное расстояние между соплами, мм | - |
В создании прецизионных установок с крупногабаритным столом компания является абсолютным мировым лидером. В 2006 году Water Jet Sweden выпустила установку гидроабразивной резки с размерами рабочей зоны 4 м х 18 м.
Для повышения производительности установки гидроабразивной резки Water Jet Sweden могут быть оборудованы несколькими режущими головками, расположенными либо независимо друг от друга на одном портале либо на одном широком суппорте.
CNC-управляемые оси X, Y, Z - стандарт для всех установок гидроабразивной резки Water Jet Sweden. Кроме того, компания выпускает установки с 4-мя и 5-тью управляемыми осями, позволяющими осуществлять сложную резку деталей из листового материала; например, вырезку деталей с внутренними и наружными фасками по любым криволинейным поверхностям, вырезку наклонных отверстий любого профиля с прямолинейной образующей и обработку сложных криволинейных пазов.
Помимо 4-х и 5-ти координатной резки деталей из листового материала, реализуемых с помощью режущей головки Beveljet, Water Jet Sweden выпускает станки для объёмной 5-ти координатной гидроабразивной резки, имеющей возможность направлять гидроабразивную струю под любым углом к поверхности стола, в том числе горизонтально.
Разработка новых компонентов и программного обеспечения для станков водной резки осуществляется в г. Роннеби, Швеция совместно с поставщиком CAD/CAM IGEMS. Water Jet Sweden осуществляет программу постоянного совершенствования функций гидроабразивной резки, которые требуются заказчикам.
Помимо изготовления машин для гидроабразивной обработки, компания Water Jet Sweden занимается модернизацией, разработкой и применением собственных передовых технологий гидроабразивной резки.
В силу огромного опыта работы в области гидроабразивной резки Water Jet Sweden обладает оборудованием, технологией и программным обеспечением, которые обеспечивают исключение образования конусности при 3-х координатной обработке.
Скорости резания некоторых материалов, достигаемых с помощью систем Water Jet Sweden, приведены на рис.1. При этом толщина разрезаемого материала может достигать порядка 300 мм.
Рис.19 Скорость резания некоторых материалов.
Производство станков находится в новых фабричных помещениях в Роннеби, Швеция, где выполняется окончательная сборка и тестирование оборудования перед поставкой, а также проводится обучение персонала заказчика. Установка оборудования на заводе клиента и продолжение обучения специалистов клиента осуществляются высококвалифицированным персоналом.
Официальным представителем фирмы Water Jet Sweden в России является компания Росмарк-Сталь, осуществляющая весь комплекс сервисного обслуживания, поставку запасных частей и расходных материалов непосредственно со склада в Санкт-Петербурге.
Для протягивания шлицев - Полуавтомат протяжной вертикальный для внутреннего протягивания 7Б64
Для обработки протягиванием сквозных отверстий различной конфигурации: круглых, шлицевых, прямоугольных со шпоночными пазами.
| Параметры | 7Б64 |
| Номинальная тяговая сила, кН | |
| стола | |
| салазок | – |
| Расстояние от салазок до оси отверстия в столе | |
| Расстояние от поверхности салазок до торца стола | – |
| Наибольшая длина хода салазок | |
| Скорость рабочего хода протяжки, м/мин | 1,5–11,5 |
| Рекомендуемая скорость обратного хода протяжки, м/мин | |
| Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт | |
| длина | |
| ширина | |
| высота | |
| Масса, кг |
Для низкотемпературного азотирования - Шахтная печь для каталитического газового азотирования
| Конструкция шахтной печи: Процесс азотирования в электропечи осуществляется в сварной жаропрочной герметичной реторте, подвешенной внутри печи. Футеровка печи выполнена из волокнистой теплоизоляции фирмы Unifrax. Сверху реторта закрывается с помощью гидропривода футерованной крышкой. Герметичность перекрытия реторты крышкой обеспечивается двумя уплотнительными шнурами. В крышке предусмотрены: · Патрубки для выхода газа в свечу и для подачи технологических газов · · Каталитический элемент «Oxycan-α». На крышке установлен вентилятор, обеспечивающий перемешивание атмосферы внутри реторты. Нагревательные элементы зигзагообразного типа из проволоки «Kanthal». Механизм подъема крышки гидравлический. Комплект поставки включает: 1. Печь азотирования шахтного или камерного типа 2. Шкаф управления
4. Система нейтрализации отработавших газов 5. Система подачи технологических газов 6. Отладка технологии азотирования деталей заказчика на поставляемом оборудовании в соответствии с согласованным техническим заданием.
2 − система управления процессом азотирования 3 − печь шахтного или камерного типа; 4 − система охлаждения садки; 5 - система нейтрализации отработавших газов |
Кислородный датчик
3. Система охлаждения садки.
1− баллоны с газами NH3 и N2;| Наименование | Размеры рабочей камеры (диаметр и высота) мм, не менее | Внешние размеры, мм, длина–ширина– высота, не более | Предел рабочей температуры | Количество зон нагрева | Установленная мощность, кВт, (не более) |
| США 10.15/7 | 1000-1500 | 2400-2200-3600 |
2.4. Инструмент[19]
Весь инструмент используемый для обработки вала выбирается из каталога Sandvik Coromant. [7]
Инструмент выбирается в зависимости от типа обработки:
1. Для черновых операций используются:
Сверло CoroDrill CoroDrill® Delta-C 2 − 3 x Dc
Концевая фреза CoroMill Plura
Сверло CoroDrill Delta-C R841-0675-30-A1A 1220
2. Для чистовой обработки:
Резец токарный проходной CoroTurn RC SNMG 12 04 08-PR
Концевая фреза CoroMill Plura
Концевая фреза CoroMill Plura
Резьбофреза CoroMill Plura
2.5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ.
2.5.1.Назначение маршрута обработки отдельных поверхностей.
Для того чтобы назначить маршрут обработки отдельной поверхности воспользуемся таблицами средне-экономической точности обработки. Одна и та же поверхность может иметь несколько вариантов обработки. Средне-экономическая точность это точность, обеспечивающая на станке нормальной точности рабочим средней квалификации на средних режимах.
 Рис.22 Обрабатываемые поверхности детали |
По требованиям точности для поверхностей назначаем маршруты обработки и заносим все данные в таблицу 1.
Таблица 1. Назначение маршрута обработки отдельных поверхностей детали
| Поверхность | квалитет | Ra | Маршрут обработки |
 | - | 0,32 | Двукратное точение + однократное шлифование |
 | - | 0,63 | Двукратное фрезерование |
 | Н14 | 6,3 | Однократное фрезерование |
 | hl4 | 6,3 | Однократное фрезерование |
 | IT 14/2 | 6,3 | Однократное растачивание |
 | - | 6,3 | Однократное фрезерование |
 | Н12 | 6,3 | Центровочное сверление + однократное сверление |
 | Н10 | 6,3 | Гидроабразивная резка + однократное растачивание |
2.5.2. Маршрут обработки
| № | Оборудование | Базирование |
| Системы водоструйной резки фирмы "Water Jet Sweden AB" NC 2560 S | По плоскости стола | |
| Пресс | По плоскости стола | |
| Печь | ||
| Центр обрабатывающий токарно-фрезерный GMX 200 S Linear | В 3-х кулачковом самоцентрирующемся патроне сдополнительными опорами | |
| Полуавтомат протяжной вертикальный для внутреннего протягивания 7Б64 | По оси отверстия и упором в кронштейн | |
| Шахтная печь для каталитического газового азотирования США 10.15/7 | Приспособление при оборудовании | |
| Моечная | Приспособление при оборудовании | |
| Контрольная |
2.6. Технологический процесс
Так как данная деталь имеет высокие требования по точности и допускам расположения форм: допуск плоскостности - 0,01 мм, допуск цилиндричности внутреннего отверстия шлицев - 0,01мм, допуск радиального биения внутреннего отверстия шлицев - 0,025 мм, толщина диска - 
мм, кроме того фасонную торовую поверхность - 
мм, что обуславливает использование оборудования с ЧПУ.
Исходя из этого, составляем для данной детали технологический процесс с использованием оборудования, оснащенного ЧПУ.
Заготовительная
Вырезать заготовку из листа согласно чертежу
Штамповочная
Гнуть заготовку из листа согласно чертежу
Термическая
Нормализовать заготовку, для снятия внутренних напряжений