Турбовальный двигатель для транспортного вертолета с мощностью 8800 кВт

2Zmax

2Zmin

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Наружная цилиндрическая 3 Ш141 к5

Штамповка

-

3,2

-

147,193

147,8

144,6

-

-

Ш478,8

Точение черновое

2500

0,63

3700

143,493

143,6

142,97

4,83

1,0

Ш143,6

Точение получистовое

700

0,16

1330

142,163

143,3

142,14

1,46

0,67

Ш143,3

Точение чистовое

400

0,063

560

141,603

142,3

141,637

0,663

0,44

Ш 142,3

Шлифование чистовое

300

0,04

363

141,24

141,7

141,21

0,49

0,387

Ш141,7

Шлифование тонкое

200

0,025

240

141

141

140,975

0,275

0,21

Ш141

Наружная цилиндрическая 5 Ш133 h12

Штамповка

-

3,2

-

138,4

138,5

135,3

-

-

Ш138,5

Точение черновое

2500

1,00

3700

134,7

134,5

133,5

5,0

0,8

Ш134,5

Точение получистовое

700

0,4

1700

133,0

133

132,6

1,9

0,5

Ш133

Наружная цилиндрическая 8 Ш120 h12

Штамповка

-

2,5

-

155,5

155,6

152,4

-

-

Ш155,4

Точение черновое

2600

1,0

3800

151,7

151,7

150,7

4,9

0,7

Ш151,7

Точение получистовое

1000

0,4

1700

150

150

149,6

2,1

0,7

Ш150

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Наружная цилиндрическая 13 Ш224 h12

Штамповка

-

3,5

-

231,2

230,2

226,7

-

-

Ш232,2

Точение черновое

2600

1

4100

227,1

226,5

225,5

4,7

0,2

Ш226,5

Точение получистовое

1000

0,4

2000

225,1

224,8

224,4

2,1

0,7

Ш224,8

Точение чистовое

700

0,185

1100

224,0

224

223,8

0,99

0,4

Ш224

Внутренняя цилиндрическая 17 Ш194 Н12

Штамповка

-

3,5

-

188

190

188

-

-

Ш188

Растачивание черновое

2000

1

3500

191,5

192,5

191,5

4,5

1,5

Ш191,5

Растачивание получист.

1500

0,4

2500

194

194

194

2,9

1,5

Ш194

Внутренняя цилиндрическая 22 Ш149 Н7

Штамповка

-

3,2

-

142,19

145,4

142,1

-

-

Ш142,1

Растачивание черновое

2000

1,0

3200

145,39

146,4

145,4

4,3

0,1

Ш145,4

Растачивание получист.

1300

0,25

2300

147,69

147,95

147,7

2,55

1,3

Ш147,7

Растачивание чистовое

400

0,1

650

148,34

148,4

147,3

0,7

0,35

Ш147,3

Шлифование внутр. предварительное

300

0,063

400

148,74

148,763

148,7

0,46

0,3

Ш148,7

Шлифование внутр. чистовое

200

0,04

263

149

149,04

149

0,34

0,24

Ш149

Внутренняя цилиндрическая 24 Ш100 Н12

Штамповка

-

3,0

-

94,63

97,6

94,6

-

-

Ш94,6

Растачивание черновое

2000

0,87

3200

97,83

98,67

97,8

4,07

0,2

Ш97,8

Растачивание получист.

1300

0,35

2170

100

100,35

100

2,55

1,33

Ш100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Внутренняя цилиндрическая 28 Ш96 Н12

Штамповка

-

3,0

-

90,63

93,6

90,6

-

-

Ш90,6

Растачивание черновое

2000

0,87

3200

93,83

94,67

93,8

4,07

0,2

Ш93,8

Растачивание получист.

1300

0,35

2170

96

96,35

96

2,55

1,33

Ш96

3.4.2 Расчет припусков и размеров-координат на торцевые поверхности

Величину минимального припуска на обработку торцевой поверхности определяют по формуле:

,(3.15)

где Rzi-1 и hi-1 - соответственно шероховатость и глубина дефектного слоя на предыдущей ступени обработки;

Дi-1 - величина пространственных отклонений на предыдущей ступени обработки;

еi - погрешность установки детали в данной ступени обработки.

Результаты расчета минимальных припусков на обработку торцевых поверхностей расчетно-аналитическим методом сведены в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 ? Расчет минимальных припусков на торцевые поверхности

Технологический переход	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin.p, мкм
	Rz	h	ДУ	е
Торец поверхность 1
Штамповка	160	200	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	50	0	200	560 (Z1min)
Подрезка торца получист.	20	30	0	100	200 (Z2min)
Торец поверхность 7
Штамповка	160	200	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	50	0	200	560 (Z3min)
Подрезка торца получист.	20	30	0	200	300 (Z4min)
Торец поверхность 14
Штамповка	160	200	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	50	0	20	380
Подрезка торца получист.	20	30	0	10	110
Торец поверхность 16
Штамповка	160	200	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	50	0	200	560 (Z10min)
Подрезка торца получист.	20	30	0	20	120 (Z9min)
Торец поверхность 20
Штамповка	160	200	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	50	0	20	380 (Z8min)
Подрезка торца получист.	20	30	0	10	110 (Z7min)
Технологический переход	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin.p, мкм
	Rz	h	ДУ	е
Торец поверхность 23
Штамповка	160	200	0	-	-
Подрезка торца черновая	50	50	0	200	560 (Z6min)
Подрезка торца получист.	20	30	0	20	120 (Z5min)

Разработка и анализ размерной схемы обработки торцевых поверхностей детали.

Расчёт линейных операционных размеров начинают с построения размерной схемы технологического процесса. Основой для построения схемы служит план технологического процесса.

Размерную схему необходимо строить, располагая эскизами плана обработки детали, следующим образом. Вычерчивают контур готовой детали, утолщёнными линиями указывают координаты торцов поверхностей в соответствии с координацией размеров на рабочем чертеже.

С учётом количества обрабатываемых торцевых поверхностей на эскизе детали условно показывают операционные припуски вплоть до соответствующего размера заготовки. Затем все исходные, промежуточные и окончательные торцевые поверхности нумеруются слева направо.

Через пронумерованные поверхности проводятся вертикальные линии. Между вертикальными линиями, начиная с последующей операции, с учётом эскизов обработки, указывают технологические размеры (обозначаем Sn). Размер представлен в виде стрелок с точкой, причём точка совмещена с установочной базой, а стрелка своим остриём упирается в ту поверхность, которую мы получили на данной операции, после снятия соответствующего межоперационного припуска.

После построения размерной схемы мы можем составить размерные цепи. В качестве замыкающих звеньев выступают конструкторские размеры или размеры припусков, в качестве составляющих, искомых звеньев, выступают операционные размеры, которые функционально связывают торцевые поверхности на всех операциях от заготовительной до окончательной.

Размерная схема представлена на рис. 3.2.



Pисунок 3.2 ? Размерная схема обработки детали и схемы размерных цепей

Расчет технологических размерных цепей торцевых поверхностей детали

Выявление и расчет технологических размерных цепей начинают с двухзвенных цепей. А затем в такой последовательности, чтобы в каждой цепи имелось только одно неизвестное звено. Остальные звенья уже определены расчетом предыдущих размерных цепей. Для выполнения этого условия необходимо начинать выявление и расчет цепей в последовательности, обратной выполнению операций в технологическом процессе изготовления шестерни.

Любой замкнутый контур на размерной схеме, включающий в себя только один конструкторский размер или один припуск, образует технологическую размерную цепь.

Значения минимальных припусков Zi-jmin на формообразующие операции принимаем из расчета операционных размеров-координат нормативным методом и заносим в табл. 7.2. Определив Zi-jmin составляем исходные уравнения размерных цепей относительно Zi-jmin:

,(3.16)

где Хr min - наименьший предельный размер увеличивающего звена размерной цепи;

Хq max - наибольший предельный размер уменьшающего звена размерной цепи;

nr - число увеличивающих звеньев;

nq - число уменьшающих звеньев.

Обозначим определяемый операционный размер ХХ, тогда если искомый размер является уменьшающим звеном, получаем:

,

а если искомый размер является увеличивающим звеном, то:

.

Определив величины XX max, XX min на размеры ХХ, устанавливаем допуск на операционный размер дХ.

Полученные расчетные уравнения и значения операционных размеров заносим в таблицу 3.8. Далее по заранее составленным уравнениям рассчитываем номинальные размеры и предельные отклонения операционных припусков. Вычисленные значения вносим в табл. 3.8.

Таблица 3.8 ? Расчет размерных цепей

Замыкающий размер	Уравнение размерной цепи	Расчетный размер, мм	Допуск Т, мм	Операционный размер, мм	Предельное значение припуска, мм
A2=57	A2=S1	S1=57	0,3	57	?
A3=106+0,054	A3=S2	S2=106	0,054	106+0,054	?
A4=248,3	A4=S3	S3=248,3	0,072	248,3	?
A1=104,3	A1=S4	S4=104,3	0,35	104,3	?
Z9min=0,12	Z9min=S5min?A4max	S5min=Z9min+A4max; S5min=0,12+248,336=248,456	0,185 IT10	248,6?0,185	Z9=S5?A4=248,6?0,185?248,3=0,3
Z7min =0,11	Z7min=A2min+Z9min?S6max	S6max=A2min+Z9min?Z7min S6max=56,85+0,12?0,11=56,86	0,74 IT14	56,85?0,74	Z7=A2+Z9?S6= =57+0,1?56,85?0,74=0,3
Z5min=0,12	Z5min=A3min+Z9min?S7max	S7max= A3min +Z9min?Z5min; S7max= 106+0,12?0,12=106	0,87 IT14	106?0,87	Z5=A3+Z9?S7= =106+0,054+0,3?106?0,87=0,3
Z2min=0,2	Z2min= S8min?S5max	S8min= Z2min+S5max; S8min=0,2+248,6=248,8	0,46 IT12	249,3?0,46	Z2= S8?S5=249,3?0,46?248,6?0,185=0,7
Z4min=0,3	Z4min=Z2min +A1min-?S9max	S9max=Z2min +A1min-Z4min S9max = 0,2+104,125-0,3=104,025	0,87 IT14	104?0,87	Z4=Z2 +A1?S9= =0,7+104,3?104,025?0,87=1,0
Z10min=0,56	Z10min=S10min?S8max	S10min=S8max+Z10min; S10min = 249,3+0,56=249,86	1,15 IT14	250,1?1,15	Z10=S10?S8=250,1?1,15?249,3?0,46=0,8
Z3min=0,56	Z3min= =Z1min+S9min?H1max	H1max= Z1min+S9min?Z3min H1max= 0,56+103,1?0,56=103,1	2,5 IT16	101,8	Z3= Z1+S9?H1= =3,7+104?0,87?101,8=5,9
Замыкающий размер	Уравнение размерной цепи	Расчетный размер, мм	Допуск Т, мм	Операционный размер, мм	Предельное значение припуска, мм
Z1min=0,56	Z1min=H4min?S10max	H4min=Z1min+S10max; H4min=0,56+250,1=250,66	3,5 IT16	253,8	Z1=H4?S10=253,8?250,1?1,15=3,7
Z8min=0,38	Z8min= =Z10min+ S6min?H2max	H2max=Z10min+ S6min-Z8min; H2max= 0,56+56,85?0,38=55	2,2 IT16	55	Z8=Z10+ S6?H2= =0,8+56,85?0,74?55=4,2
Z6min=0,56	Z6min= =S7min+Z10min?H3max	H3max=S7min+Z10min?Z6min H3max=106+0,56?0,56=106	2,5 IT16	104,7	Z6=S7+Z10?H3= =106?0,87+0,8?104,7=2,1

Оформление окончательного плана технологического процесса

Первичное формирование плана технологического процесса обработки детали осуществлялось в данной записке немного ранее. При расчетах припусков и анализе технологического процесса с использованием прикладной теории графов план пересматривался с точки зрения его оптимизации для получения наибольшей эффективности, т.е. получения заданных параметров точности поверхностей с минимальными затратами.

При пересмотре структура технологического процесса подверглась усовершенствованиям и изменениям.

Все сделанные изменения, несмотря на некоторое увеличение общего количества операций, повысили общую экономичность технологического процесса. Его новая структура позволяет, при необходимости, изменять состав операций, использовать достаточно большую гамму станков, на которые накладываются ограничения только по мощности и по габаритам изготавливаемых деталей. Сам технологический процесс получился более гибким и для достижения большей экономичности при некотором снижении производительности позволяет заменять одни операции другими, более дешевыми.

Маршрут обработки поверхностей детали - солнечная шестерня:

005 Заготовительная. Штамповка на ГКМ.

010 Токарная

015 Токарная

020 Токарная

025 Токарная

030 Токарная

035 Токарная

040 Токарная

045 Токарная

050 Сверлильная

055 Токарная

060 Фрезерная

065 Зубодолбежная

070 Шлицедолбежная

075 Термическая

080 Шлифовальная

085 Шлифовальная

090 Шлифовальная

095 Зубпритирочная

100 Шлифовальная

105 Контрольная

3.5 Расчет режимов резания основных операций-представителей

3.5.1 Точение поверхности

Целью расчета есть определение подачи, скорости резания, подбор оборотов станка и определение мощности резания.

Эскиз операции представлен на рис.3.3.

Рисунок 3.3 ? Эскиз обработки на операции 030

Операция состоит из следующих технологических переходов:

Точить поверхность 3.

Точить поверхности 10,12.

Проточить канавку поверхность 9.

Точить поверхности 4,5,6.

Расточить поверхность 26.

Для данной операции выбираем станок 16К20 токарно-винторезный. При выборе станка принимаем во внимание мощность необходимую для резания и максимальный диаметр обрабатываемой детали.

Технические характеристики станка:

?Мощность электродвигателя главного привода: 11кВт;

?Частоты вращения шпинделя (12,5-2000 об/мин):

12,5; 16; 20; 26; 33; 42; 53; 68; 86; 110; 140; 178; 227; 290; 368; 470; 600; 760; 968; 1200; 1570; 2000.

?Подачи, мм/мин:

0,07 0,074 0,084 0,097 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,17 0,195 0,21 0,23 0,26 0,28 0,3 0,34 0,39 0,43 0,47 0,52 и т.д. до 4,16

Выполним расчет режимов резания для каждого перехода операции.

Переход 1. Точить поверхность 3.

Рисунок 3.4 ? Схема обработки поверхности на первом переходе

Выбираем резец проходной упорный отогнутый ГОСТ 18879-73. Материал рабочей части ? пластины из твердого сплава Т30К4. Эскиз инструмента приведен на рис.3.5, геометрические параметры в таблице 3.9.



Рисунок 3.5 ? Резец проходной упорный отогнутый

Таблица 3.9 ? Размеры и геометрические параметры режущей части резца

h, мм	b, мм	L, мм	n, мм	l, мм	R, мм
25	16	140	7	16	1,0

Скорость резания определяем по формуле:

(3.17)

где Т=30 мин ? стойкость инструмента, мин;

t=0,27 мм ? снимаемый при обработке припуск, мм;

? подача, округленная до стандартной для станка, мм/об;

Kv= KMvKnvKиv=0,5•0,8•1,4=0,56 ? коэффициент скорости резания;

? коэффициент обрабатываемости;

KГ =0,5, nv=1 ? коэффициенты;

Knv=0,8 ? коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;

Kиv=1,4 ? коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

Сv=420; х=0,15; y=0,2; m=0,2 ? коэффициенты.

Рассчитаем частоты вращения шпинделя станка и фактическую скорость резания по формулам:

(3.18)

(3.19)

где nр, nпр ? расчетная и принятая скорости вращения шпинделя, мин-1;

Dнаиб=143,3 мм ? максимальный диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

Vф ? фактическая скорость резания, м/мин.

,

Принимаем nпр=600 мин-1, тогда

Основное время на выполнение перехода определяется по зависимости

(3.20)

где L=Lзаг+Lпод=104,3+0,6=104,9 мм ? длина траектории движения инструмента при обработке, мм;

Lзаг=104,3 мм ? длина обрабатываемой поверхности, мм;

Lпод=0,6 мм ? величина подвода инструмента, мм.

Рассчитаем силу резания и мощность резания

(3.21)

(3.22)

где Ср=300; х=1,0; y=0,75; n=-0,15 - коэффициенты.

Kр= KMрKцрKгрKлрKrр=1,3•1=1,3 ? поправочный коэффициент;

KМр =1,3; KцрКгрКлрКrр?1 ? произведение коэффициентов, учитывающие фактические условия резания;

N ? мощность резания, кВт.

Оценим возможность выполнения перехода на выбранном станке путем сравнения мощности резания с мощностью привода главного движения:

где зст = 0,8 ? КПД передачи станка.

Переход 3. Проточить канавку поверхность 9.



Рисунок 3.6 ? Схема обработки поверхности на третьем переходе

Выбираем резец канавочный ГОСТ 18884-73. Материал рабочей части ? пластины из твердого сплава Т15К6. Эскиз инструмента приведен на рис.3.7, геометрические параметры в таблице 3.10.

Рисунок 3.7 ? Резец канавочный

Таблица 3.10 ? Размеры и геометрические параметры режущей части резца

h, мм	b, мм	L, мм	Р, мм	l, мм
40	25	200	45	8

Скорость резания определяем по формуле:

(3.23)

где Т=30 мин ? стойкость инструмента, мин;

s = 0,21 мм/об ? поперечная подача, мм/об;

Kv= KMvKnvKиv=0,5•0,8•1,0=0,4 ? коэффициент скорости резания;

Kиv=1,0 ? коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

Сv=47; y=0,8; m=0,2 ? коэффициенты.

Рассчитаем частоты вращения шпинделя станка и фактическую скорость резания по формулам (9.2), (9.3):

,

Принимаем nпр=68 мин-1, тогда

Основное время на выполнение перехода определяется по (3.19):

Рассчитаем силу резания и мощность резания по формулам (3.20), (3.21). Причем для прорезания пазов вместо величины припуска подставляем длину пластины:

Оценим возможность выполнения перехода на выбранном станке путем сравнения мощности резания с мощностью привода главного движения:

где зст = 0,8 ? КПД передачи станка.

Переход 4. Точить поверхности 4,5,6.

Рисунок 3.8 ? Схема обработки поверхности на четвертом переходе

Выбираем резец проходной отогнутый ГОСТ 18869-73. Материал рабочей части ? пластины из твердого сплава Т5К10. Эскиз инструмента приведен на рис.3.9, геометрические параметры в таблице 3.11.

Рисунок 3.9 ? Резец проходной отогнутый

Таблица 3.11 ? Размеры и геометрические параметры режущей части резца

h, мм	b, мм	L, мм	m, мм	a, мм	R, мм
25	16	140	8	16	1,0

Скорость резания определяем по формуле (3.22):

где t=2,5 мм ? снимаемый при обработке припуск, мм;

? подача, округленная до стандартной для станка, мм/об;

Kv= KMvKnvKиv=0,5•0,8•0,65=0,26 ? коэффициент скорости резания;

Kиv=0,65 ? коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

Рассчитаем частоты вращения шпинделя станка и фактическую скорость резания по формулам (3.18), (3.19):

,

Принимаем nпр=178 мин-1, тогда

Основное время на выполнение перехода определяется по (3.20):

Рассчитаем силу резания и мощность резания по формулам (3.21), (3.22):

Оценим возможность выполнения перехода на выбранном станке путем сравнения мощности резания с мощностью привода главного движения:



где зст = 0,8 ? КПД передачи станка.

Переход 5. Расточить поверхность 26.

Рисунок 3.10 ? Схема обработки поверхности на четвертом переходе

Выбираем резец расточной с углом в плане 60є ГОСТ 18882-73. Материал рабочей части ? пластины из твердого сплава Т15К6. Эскиз инструмента приведен на рис.3.11, геометрические параметры в таблице 3.12.

Рисунок 3.11? Резец расточной

Таблица 3.12 ? Размеры и геометрические параметры режущей части резца

h, мм	b, мм	L, мм	Р, мм	n, мм	l, мм
25	20	240	120	10	18

Скорость резания определяем по формуле (3.23):

где t=0,526 мм ? снимаемый при обработке припуск, мм;

? подача, округленная до стандартной для станка, мм/об;

Kv= KMvKnvKиv=0,5•0,8•1,0=0,4 ? коэффициент скорости резания;

Kиv=1,0 ? коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

Для растачивания Vпр=0,9Vр=0,9•153,8=138,4 м/мин.

Рассчитаем частоты вращения шпинделя станка и фактическую скорость резания по формулам (3.18), (3.19):

,

Принимаем nпр=600 мин-1, тогда

Основное время на выполнение перехода определяется по (3.20):

Рассчитаем силу резания и мощность резания по формулам (3.21), (3.22):

Оценим возможность выполнения перехода на выбранном станке путем сравнения мощности резания с мощностью привода главного движения:

где зст = 0,8 ? КПД передачи станка.

Таким образом, все переходы операции 030 можно выполнить на выбранном токарно-винторезном станке 16К20.

Операция Фрезерная

Целью расчета есть определение подачи, скорости резания, подбор оборотов станка и определение мощности резания.

Эскиз операции представлен на рис.3.12.

Рисунок 3.12 ? Эскиз обработки на операции 060

Операция состоит из одного технологического перехода

1. Фрезеровать поверхность 11.

Для данной операции выбираем горизонтально-фрезерный консольный станок 6Р82Г. При выборе станка принималось во внимание мощность, необходимая при резании, и габариты рабочей зоны станка, а также величины ходов рабочего стола.

Технические характеристики станка

?Ряд частот вращения шпинделя об/мин.:

50; 71; 100; 140; 200; 280; 400; 560; 800; 1120; 1600; 2240.

?Ряд продольных подач стола мм/мин:

22.4; 31.5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000.

?Ряд поперечных подач стола мм/мин:

16; 22.4; 31.5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710.

?Ряд вертикальных подач мм/мин:

8; 11.2; 22.4; 31.5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355.

?Мощность электродвигателя главного привода: 7,5 кВт;

Расчет режимов резания выполним в следующем порядке:

1. Тип фрезы ? дисковая двухсторонняя со вставными ножами, оснащенными твердым сплавом Т15К6 ГОСТ 6469-69 [рис.3.13].

Рисунок 3.13 ? Фреза дисковая

D=100 мм, B=18 мм, d=32, z=8.

2. Коэффициент обрабатываемости и другие коэффициенты, влияющие на скорость резания

KMv = 0,5; Knv = 1,0; Kиv = 1,0.

3. Скорость резания рассчитаем по формуле

(3.24)

где Т=120 мин ? стойкость инструмента, мин;

t=11,6 мм ? снимаемый при обработке припуск, мм;

Sz=0,16 мм/зуб? подача на зуб фрезы, мм/об;

Kv= KMvKnvKиv=0,5•1,0•1,0=0,5 ? коэффициент скорости резания;

Сv=740; q=0,2; х=0,4; y=0,4; m=0,35; u=0; p=0 ? вспомогательные коэффициенты.

4. Расчетная частота вращения шпинделя по формуле (3.18):

Принимаем nпр=400 мин-1, тогда

5. Расчетное значение минутной подачи

Принимаем

Тогда фактическая величина подачи на зуб

6. Главная составляющая силы резания

(3.25)

где Ср=261; х=0,9; y=0,8; u=1,1; q=1,1; щ=0,1 ? коэффициенты.

? поправочный коэффициент.

7. Эффективная мощность резания определяется по формуле (3.22)

Оценим возможность выполнения перехода на выбранном станке путем сравнения мощности резания с мощностью привода главного движения:

где зст = 0,85 ? КПД передачи станка.

8. Время операционное

(3.26)

где L=108,4 мм ? длина траектории движения инструмента при обработке [рис.3.14], мм.



Рисунок 3.14 ? К расчету операционного времени

Таким образом, операция может быть выполнена на принятом оборудовании в виду того, что эффективная мощность резания меньше мощности привода.

В результате расчетов в соответствии с общими правилами разработки технологических процессов был решён комплекс задач размерного анализа: построена оптимальная размерная структура техпроцесса, определена рациональная последовательность операций, рассчитаны припуски, операционные размеры и допуски. Предшествовали этому такие важнейшие этапы, как выбор вида исходной заготовки, метода её изготовления, определение технологических баз, разработка вариантов технологического маршрута обработки. Это позволило обоснованно подходить к размерным расчётам с учётом всех особенностей конкретного технологического процесса.

Перед разработкой технологического процесса изготовления детали - шестерни солнечной был детально проанализирован чертеж детали на вопрос ее технологичности.

Разработка технологического процесса начиналась с расчета необходимого числа технологических переходов обработки основных поверхностей детали и составления плана его этапов, в котором предварительно была намечена последовательность обработки различных поверхностей.

Последовательность операций обработки детали приняли согласно предварительно разработанному плану этапов технологического процесса.

Также были рассчитаны припуски и операционные размеры диаметральных поверхностей нормативным и расчетно-аналитическим методами; припуски и размеры-координаты торцевых поверхностей с построением и решением размерных цепей.

По результатам расчета припусков на диаметральные поверхности и торцевые поверхности был спроектирован чертеж заготовки.

Затем произведено оформление окончательного плана технологического процесса, маршрутной карты и операционных карт основных операций-представителей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем дипломном проекте разработан турбовальный двигатель для транспортного вертолета с мощностью 8800 кВт.

В ходе проектирования ТВаД был проведен термогазодинамический расчет двигателя, в результате которого получили следующие основные параметры: удельная мощность Nеуд=356.22 кВтс/кг, удельный расход топлива Сеуд=0.228 кг/кВтч. На этапе согласования была выполнена основная задача этапа - формирование облика двигателя. Газодинамический расчет турбины на среднем радиусе позволил получить геометрические, энергетические и кинематические параметры. Была также обеспечена прочность лопаток первой ступени за счет ее охлаждения (). При профилировании лопаток турбины высокого давления был применен закон и , который значительно упрощает технологию изготовления лопаток СА и РК, позволяет создать хорошую конструктивную базу для их монтажа в статоре и роторе.

Конструкторская часть содержит описание конструкции компрессора, камеры сгорания и турбины двигателя, а также необходимые прочностные расчеты. Расчет на статическую прочность пера рабочей лопатки турбины показал что лопатка удовлетворяет нормам прочности, минимальный коэффициент запаса К=1,335. В ходе расчета температурного поля и термонапряженного состояния рабочей лопатки турбины высокого давления были получены поля температур и напряжений в среднем сечении. Определены минимальные коэффициенты запаса прочности по сечению пера лопатки при различных режимах охлаждения, а также при отсутствии подачи охлаждающего воздуха. Материалом лопатки был выбран жаропрочный сплав ЖС-6К. Произведена оптимизация охлаждения пера лопатки методом итеративного подбора расхода охлаждающего воздуха и определения минимального коэффициента запаса на каждом шаге.

Проведенный расчет на статическую прочность диска с учётом изменения температуры по радиусу диска показал, что диск выдерживает все напряжения и имеет малую вероятность разрушения по причине статических нагрузок. Также проведен расчет на прочность узла крепления рабочей лопатки и корпуса камеры сгорания.

Совершенствование конструкции двигателей и агрегатов летательных аппаратов, направленно на повышение ресурса работы, экономичности и других параметров, что в значительной степени влияет на технологию изготовления деталей. Учитывая современную экономическую ситуацию, одной из важных проблем является экономия материала. Ее решение в значительной степени зависит от рационального выбора припусков на механическую обработку. При этом выбор вида заготовки играет немаловажную роль. Все эти вопросы успешно решены в технологической части проекта. В ней представлено описание конструкции детали, обоснование выбора материала, оценка её технологичности, определение точности размеров заготовки, выбор и обоснование технологических баз, определение числа переходов по точности и шероховатости. В результате расчетов разработан маршрутно-операционный технологический процесс изготовления вала насоса, выбран метод получения заготовки вала, разработан чертеж заготовки, проведены расчеты режимов резания для двух операций-представителей. Для этих операций были разработаны карты наладок (КН).

В целом, по окончанию выпускной работы, можно сделать вывод, что по сравнению с прототипом, разрабатываемый двигатель получился с более высокими основными параметрами, что соответствует уровню современной авиации, и вполне может составить конкуренцию аналогичным двигателям для транспортных вертолетов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Герасименко В.П., Павленко Г.В. "Выбор параметров и термогазодинамический расчет ТВД, ТВВД и ТВаД: учебное пособие/. Герасименко В.П., Павленко Г.В. - " Харьков”. ”ХАИ” 1984.55 с.

2. Павленко Г.В. Формирование облика газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. Г.В. Павленко.- Х.: ХАИ,1996.-35 с.

3. Павленко Г.В. Газодинамический расчёт осевой газовой турбины: учеб. пособие/. Г.В. Павленко.- Х.: ХАИ, 2007.- 75 с.

4. Коваль В.А. Профилирование лопаток авиационных турбин: учеб. пособие / В.А. Коваль. - Х.: ХАИ, 1986.- 48 с.

5. Техническое описание турбовального двигателя Д-136.

6. Шошин Ю.С.Расчет на прочность рабочих лопаток компрессоров и турбин: учеб. пособие / Ю.С. Шошин, С.В. Епифанов, Р.Л. Зеленский.- Х.:ХАИ, 2006. - 28 с.

7. Шошин Ю.С. Расчет динамической частоты первой формы колебаний лопатки компрессора или турбины и построение частотной диаграммы: учеб. пособие / Ю.С. Шошин, С.В. Епифанов, С.Ю. Шарков. - Х.: ХАИ, 1992.- 23 с.

8. Шошин Ю.С. Расчет на прочность дисков компрессоров и турбин: учеб. пособие / Ю.С. Шошин, С.В. Епифанов, Р.Л. Зеленский. - Х.: ХАИ, 2007.-28 с.

9. Скубачевский Г.С. "Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчёт деталей". М 1981.

10. Косилова А.Г.Справочник технолога машиностроителя: справочник: в 2 т. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков.- М.:Машиностроение,1985.-2т, 495 с.

11. Мунгиев А.М. Технология производства АД и ЕУ: конспект лекций. Ч.1 - А.М. Мунгиев. - Х., 2008. - 93 с.

Размещено на Allbest.ru