Розробка гібридної технологічної схеми виготовлення модельної оснастки для робочих коліс насосів

Анотація

Об'єктом дослідження є технологічний процес виготовлення модельного оснащення для робочих коліс насосів, які мають криволінійні лопатки. Модельне оснащення є ключовим елементом ливарного виробництва, оскільки саме воно визначає геометрію майбутнього виливка та її якість.

У роботі розглянуто проблему забезпечення точності розмірів та якість модельного оснащення для робочих коліс насосів. Показано, що можливості триосної ЧПУ-обробки обмежені при виготовленні криволінійних лопаток. Тоді як застосування п'ятиосьових обробних центрів супроводжується значними затратами та вимогами до кваліфікації персоналу. У цих умовах обґрунтованим стає перехід до гібридних технологічних схем, у яких тривісна ЧПУ-фрезерна обробка раціонально поєднується з адитивними технологіями 3D-друку.

Дослідження було направлено на розробку та обґрунтування гібридної технологічної схеми виготовлення модельної оснастки. Схема заснована на раціональному поділі операцій: базові поверхні – виготовляються методом ЧПУ-фрезерування. Елементи складної геометрії: від’ємні лопатки – виготовлюються з використанням 3D друку та цифрового контролю. У роботі застосовано CAD/CAM проєктування, триосьову ЧПУ-обробку, адитивні та вимірювальні методи. Проведено порівняльний аналіз традиційних і гібридних підходів. Показано, що гібридна технологія дозволяє забезпечити відхилення геометрії базових поверхонь у межах 0,1–0,3 мм, а лопаткових елементів, виготовлених адитивно, 0,1–0,15 мм. За рахунок раціонального поєднання ЧПУ-фрезерування та 3D-друку технологічний маршрут скорочується на 30–40%, а собівартість виготовлення модельного оснащення знижується на 20–30% порівняно з варіантами, що ґрунтуються на п'яти-осьовій обробці.

Запропонована схема може бути реалізована на підприємствах, оснащених триосним ЧПУ-обладнанням та адитивними установками, без використання дорогих п'яти-осьових центрів.