Такие детали требуют много наименований технологической оснастки для получения заготовок, механической или нетрадиционной комбинированной обработки, технического контроля и испытаний. В некоторых случаях (например, при изготовлении деталей с узкими межлопаточными каналами) доступ стандартного обрабатывающего или измерительного инструмента затруднен или просто невозможен.
Вопросы для самоконтроля
1.Назовите основные этапы подготовки производства к выпуску изделий.
2.Виды и основное содержание различных работ применительно к созданию изделий.
3.Поясните сущность и особенности конструкторской подготовке производства.
4.Каким образом обеспечивается заданный уровень технологичности при конструкторской подготовке производства изделий?
5.Типизация, нормализация и технологическая унификация в ускорении технической подготовки производства.
6.Как обеспечивается ускоренная технологическая подготовка производства многономенклатурных изделий.
7.Поясните роль стандартизации в технической подготовке производства многономенклатурных изделий.
8.Приведите примеры известных Вам конструктивнотехнологических решений для перспективных изделий отечественного двигателестроения.
9.Дайте технологическую классификацию типовых нагруженных конструктивных элементов на примере лопаточных деталей.
10.В чем заключается особенность эксплуатации деталей энергоустановок и двигателей в экстремальных условиях?
11.Какие прогрессивные технологии используют при изготовлении сложных конструктивных элементов изделия.
20
2. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ
2.1. Применение прогрессивных конструкционных материалов и заготовок
Возможности экономии затрат производства за счет применения прогрессивных материалов:
–использование оптимального сортамента и номенклатуры марок применяемых в конструкции материалов;
–использование конструктивных заменителей металлов;
–ресурсосберегающие технологии получения заготовок.
Минимизация номенклатуры сортамента и марок ис-
пользуемых материалов значительно влияет на экономию материалов в производстве. Резервом является использование в качестве заготовок различных типоразмеров сортового проката, фасонных и специальных гнутых профилей, и других видов заготовок, не требующих дополнительных операций механической обработки и исключающих экономически необоснованных штампованных и литых заготовок. Наиболее оптимальными являются прогрессивные виды проката с повышенными прочностными характеристиками, минусовыми допусками, стабильными механическими свойствами, антикоррозионными покрытиями.
Металлозаменители. По многим прочностным характеристикам пластмассы успешно являются заменителями металла. По стойкости к различным агрессивным средам, диэлектрическим и ряду других свойств они значительно превосходят металлы. Так, лопасти вертолетных винтов из стеклопластиков более надежны и имеют усталостную прочность больше, чем металлические. Детали из керамик по основным тех- нико-эксплуатационным свойствам вполне конкурентоспособны по сравнению с деталями из высокопрочных сталей и сплавов высокой твердости. Пример - торцовые уплотнения высоконагруженных насосных агрегатов.
21
Когда не удается заменить полностью в конструкции изделия металлы на неметаллические материалы (например, при требовании недопустимости снижения общей массы изделия по условиям эксплуатации), находят другие резервы экономии металла.
Так, в рамной конструкции ракетного двигателя во избежание повышенных эксплуатационных вибраций по причине снижения веса в результате «чрезмерной» экономии металла при его конструировании предусматривается применение полостных наполнителей из неметаллических материалов (пенополиуретанов), которые кроме основной своей функции – теплозащиты, повышают виброзащищенность трубопроводов и стыков. Экономии металла способствует применение композиционных материалов, которые обладают большей удельной прочностью, повышенной коррозионной стойкостью, конструктивной жесткостью.
Ресурсосберегающие технологии. Основное внимание при организации новых и реконструкции действующих производств уделяется освоению средств технологического оснащения, реализующих ресурсосберегающие технологии с использованием различных средств автоматизации. Основные направления совершенствования металло- и энергосберегающей технологии:
–широкое использование оборудования для реализации упрочняющих, безотходных и малоотходных технологических процессов;
–создание новых эффективных видов энергопотребляющей техники для электрооборудования различных отраслей промышленности, транспортных систем, электробытовых товаров и других изделий массового потребления в соответствии с современными нормированными требованиями к экономному расходованию энергоресурсов.
При разработке и модернизации энергопотребляющей техники важную роль играет применение в конструкции энергетических и технологических установок систем и устройств,
22
которые обеспечивают автоматический контроль и регулирование рабочих параметров изделий, экономичный режим эксплуатации. Внедрение ресурсосберегающих технологий полагает решение проблемы оптимального использования трудовых ресурсов, которая реализуется по двум направлениям:
-экономия живого труда, непосредственно используемого в технологическом процессе по преобразованию объекта производства в готовое изделие;
-более экономное использование трудовых затрат, непосредственно воплощенных в продуктах труда при их использовании по прямому назначению.
Использование технологических методов упрочнения (плазменные, химико-термические, ТВЧ, ППД и др.), нанесения или наплавление антикоррозионных, износостойких и теплозащитных покрытий, предусмотренное в технической документации и реализованное в производственных условиях, создает предпосылки для снижения массово-габаритных характеристик изделий и повышения их ресурса работы.
К современным высокоэффективным методам технологического упрочнения деталей, относятся:
плазменная поверхностная закалка, значительно увеличивающая износостойкость деталей (гильзы плунжеров);
низкотемпературное жидкостное цианирование, повышающее стойкость рабочих поверхностей к выкрашиванию (кромки сопрягаемых поверхностей прецизионных пар трения);
термическая обработка деталей в защитных атмосферах, предотвращающих поверхностное обезуглероживание металла (мембраны регуляторов высокого давления);
формирование регулярных микрорельефов поверхностей деталей методом вибрационного обкатывания и плосковершинного хонингования, повышающее износостойкость деталей в результате улучшения условий смазки (гильзы и поршни компрессоров);
23
упрочнение деталей методами пластического деформирования, наплавки износостойких сплавов и материалов, индукционной наплавки твердых сплавов и другими методами, повышающими стойкость деталей при рабочих нагрузках и экстремальных перегрузках;
комбинированная поверхностная обработка нагруженных деталей, работающих в экстремальных условиях, нетрадиционными методами с использованием совмещенных в одном процессе воздействий различного вида (механических импульсных, электрических, магнитных, лучевых, плазменных и т.д.).
К числу прогрессивных, ресурсосберегающих методов изготовления деталей и их заготовок относятся принципиально новые методы формоизменения, формообразования и упрочнения, в том числе:
профилирование специализированных заготовок на ковочных вальцах и станах поперечно-винтовой прокатки;
безокислительный и малооксилительный нагрев при термической обработке, обеспечивающий уменьшение припусков и снижение расхода металла на угар;
автоматизированный раскрой материала в листах и ленте с помощью лучевых, плазменных воздействий;
точная отрезка заготовок из сортового проката для горячей малоотходной объемной штамповки;
ротационная вытяжка тонкостенных оболочек;
объемная вибрационная обработка и комбинированные
сней методы и др.
аддитивные технологии прототипирования заготовок. Выбор таких методов изготовления и обработки при
конструировании новых изделий с ориентацией на применение соответствующих средств технологического оснащения один из важнейших источников экономии материальных, топ- ливно-энергетических и трудовых ресурсов.
24