Методи оцінки технологічної спадковості та їх використання при термоімпульсній обробці деталей авіаційного виробництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМ. М. Є. ЖУКОВСЬКОГО

"ХАРКІВСЬКИЙ АВІАЦІЙНИЙ ІНСТИТУТ"

Чирок Олексій Петрович

УДК 621.7.044

Методи оцінки технологічної спадковості та їх використання при термоімпульсній обробці деталей авіаційного виробництва

Спеціальність 05.07.04 - технологія виробництва літальних апаратів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків -1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Державному аерокосмічному університеті ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" на кафедрі Технології виробництва літальних апаратів, Міністерство освіти України.

обробка деталь авіаційний

Науковий керівник: доктор технічних наук, доцент

БОЖКО Валерій Павлович,

Державний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "ХАІ", завідувач кафедри.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Костюк Геннадій Ігорович,

Державномий аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "ХАІ", завідувач кафедри;

кандидат технічних наук

Фролов Євген Андрійович,

Науково-дослідний інститут технології машинобудування, начальник відділу.

Провідна установа: Український науково-дослідний інститут авіаційної технології (УкрНДIАТ), Міністерство промислової політики, м. Київ.

Захист відбудеться 15 жовтня 1999 року о 16 годині на засіданні спеціалізованої ради в Державному аерокосмічному університету "ХАІ" за адресою: 310070, м. Харків, вул. Чкалова 17, головний корпус, ауд.427

З дисертацією можна ознаймитися в біблиотеці Державного аерокосмічного університету "ХАІ" (м. Харків, вул. Чкалова 17).

Автореферат розісланий 14 вересня 1999р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Корнілов Г. Л.

к. т. н., професор

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: Сучасні вимоги до конкурентоспроможної авіаційної техніки в ринкових умовах передбачають подальше зростання показників її надійності та ресурсу. Це, в свою чергу, передбачає необхідність підвищення якості виготовлення авіаційних деталей, які характеризуються високою трудомісткістю виготовлення за рахунок складної форми і використання важкооброблюваних матеріалів, жорсткими вимогами щодо точності лінійних розмірів і шорсткості поверхні та інших.

Слід зазначити, що експлуатаційні показники деталей формуються як на етапах фінішної обробки, які є найбільш важливими, так і під час попередніх операцій, під дією яких змінюються певні показники виробів. Насамперед це стосується поверхневих шарів, в яких можуть змінюватися показники мікротвердості, шорсткості, корозійної стійкості, крім того можливе виникнення деформацій та мікронапружень.

Особливо виразно такі властивості набуваються при високоенергетичних методах обробки, наприклад, при газовибуховій зачистці, яка дає можливість з високою якістю обробляти такі деталі і матеріали, для яких традиційні методи майже непридатні. У той же час вплив дії високотемпературного (до 3000К) газового середовища на оброблюваний матеріал практично не досліджувався.

Тому виникала потреба у подальшому вивченні процесу газовибухової зачистки стосовно її впливу на показники поверхневого шару деталей, що змінюються під час обробки нецільовим чином. Це дозволить, по-перше, нейтралізувати негативний вплив технології за рахунок її вдосконалення, а по-друге, розширити її можливості та підвищити ефективність застосування. При цьому важливим є дослідження основних напрямків придбання, розповсюдження та взаємодії нецільових властивостей на етапах виробництва деталей, а також виявлення характеру їх розвитку в період експлуатації, що може бути застосовано, як механізм керування цими процесами, виходячи з технічних умов щодо показників надійності і ресурсу. Слід зазначити, що в умовах авіаційного виробництва це набуває важливого значення внаслідок високих вимог до продукції.

Таким чином, дослідження характеру виникнення, розповсюдження та розвитку властивостей деталей, яких вона набуває під час обробки нецільовим шляхом, а також розробка методик та математичних моделей, що відображають ці явища, є актуальною проблемою, що потребує свого вирішення.

Мета та завдання дослідження: Метою дисертації є розробка методів оцінки технологічної спадковості для підвищення якості обробки деталей авіаційної техніки.

Для досягнення поставленої мети запропоновано вирішення таких завдань:

порівняльний аналіз впливу високоенергетичних технологій на властивості поверхневих шарів деталей;

розробка методів оцінки технологічної спадковості при обробці деталей;

розробка математичних та фізичних моделей процесів, що супроводжують зачистку газовим вибухом і аналітичних залежностей, що пов'язують зміну геометричних та фізико-механічних параметрів з технологічними режимами обробки.

проведення експериментальних досліджень впливу технологічної спадковості на геометричні, фізично-механічні та стійкісні властивості виробів.

розробка рекомендацій з вибору раціональних технологічних процесів з урахуванням спадковості, а також пропозицій щодо нових газовибухових технологій.

Методика досліджень: Запропонована в дисертаційній роботі методика аналізу виникнення, розвитку та взаємодії нецільових властивостей під час виробництва, а також методика аналізу впливу газовибухової зачистки на показники деталей базується на застосуванні електронно-обчислювальної техніки і характеризується комплексним вирішенням поставлених завдань.

Для розробки моделей застосовано відповідний математичний апарат (інтегральне обчислення, теорія матриць тощо), при цьому запропоновані гіпотези дали можливість вивчати технологічні властивості деталей як функцію часу. Теплові задачі вирішувалися з використанням рівнянь теплопровідності та методів кінцевих елементів.

Експериментальні дослідження проводились у Харківському авіаційному інституті, на Мелітопольському моторному заводі, в ЦЗП заводу "Красний Луч", м. Красний Луч та в лабораторії корозії науково-дослідного інституту основної хімії, м. Харків.

Наукова новизна: Розроблено методи оцінки технологічної спадковості та вперше науково обґрунтовано моделі та методики, що дозволяють здійснити оцінку виникнення, розповсюдження, розвитку та взаємодії властивостей, які набуваються нецільовим шляхом під час техпроцесу як функції часу. Виконано комплексний аналіз цих властивостей (факторів технологічної спадковості) як об'єкту дослідження, безвідносно до їх фізичної суттєвості. Крім того запропоновані методи формування бази даних стосовно високоенергетичних процесів.

Виконано аналіз технологічної спадковості процесу газовибухової зачистки, яка характеризується інтенсивною дією на оброблювану деталь високої температури (3000К), агресивного газового середовища та ударної хвилі.

Обґрунтовано фізичну модель процесів, що супроводжують інтенсивне нагрівання гострого клину (ребра чи задирки) під час короткочасного впливу на його поверхню високотемпературного газового середовища. Розроблено числову модель поведінки поверхневого шару матеріалу деталі при термоімпульсному навантаженні як варіацію методу кінцевих елементів.

Одержано аналітичні залежності, що характеризують процес зйому матеріалу на гострих ребрах, які дозволяють визначити радіуси їх скруглення та режими обробки для запобігання оплавлення ребер.

Розроблено рекомендації щодо проектування технологічних процесів, які включають газовибухову обробку, з метою мінімізації негативного впливу факторів технологічної спадковості на експлуатаційні показники виробів.

Практична цінність: Використання комплексних методик врахування факторів технологічної спадковості дозволить виключити з технологічної підготовки виробництва етап дослідного опрацювання технології, що може бути досягнуто за рахунок попереднього комплексного аналізу нецільових властивостей ще на етапі складання технології. Це дає можливість знизити строки технологічної підготовки виробництва на 7...8%, а витрати на її впровадження - майже на 20%. Впровадження методик також дозволяє суттєво зменшити збитки від браку готових виробів та підвищити на 12...15% їх надійність та ресурс за рахунок нейтралізації на етапі виробництва дефектів, які можуть виявитися під час експлуатації.

Виявлення і аналіз впливу факторів технологічної спадковості газовибухової обробки дозволяє покращити її характеристики та розширити сферу застосування, що веде до зниження витрат на фінішні операції приблизно на 13%. Це може бути досягнуто за рахунок використання запропонованих режимів газовибухової обробки, зокрема таких, які не приводять до істотного зменшення корозійної стійкості, а також до появи мікродефектів та залишкових напружень.

Базуючись на використанні результатів проведених досліджень, було запропоновано нові технологічні процеси з використанням термічної енергії газового вибуху, на які подано заявки на відповідні пріоритетні документи. Впровадження запропонованих технологій зварювання, клепання та місцевого поверхневого зміцнення передбачає суттєве зниження собівартості та підвищення ефективності відповідних процесів у галузях авіаційного виробництва.

Практична реалізація роботи: Робота над дисертацією проводилась у рамках держбюджетної наукової теми №Г104 - 40/95 "Вплив газового вибуху на конструкційні матеріали", яка включена до тематичного плану науково-дослідницьких робіт Міносвіти України на 1995-99рр. Результати роботи у вигляді технологічних рекомендацій реалізовані на Краснолуцькому машинобудівному заводі (Луганська область). За результатами досліджень було оформлено пріоритетні документи на нові способи газовибухової обробки (заявки на патенти №№ 95125137, 96083097, 95083097).

На захист виносяться:

1. Функціональний та логічний методи аналізу виникнення, взаємодії та розповсюдження нецільових властивостей, як факторів технологічної спадковості, що набуваються деталлю під час її обробки.

2. Алгоритм вибору оптимальних технологічних маршрутів з точки зору мінімізації негативних наслідків обробки.

3. Аналіз особливостей технології термоімпульсної зачистки, методику розрахунку радіусів округлення гострих ребер та вибору технологічних режимів, що не приводять до доплавлювання ребер.

4. Кінцево-елементна модель визначення наслідків коротко часового впливу високотемпературного газового середовища на матеріал деталі стосовно зміни її геометричних (радіуси округлення) і фізико-механічних (товщина шару поверхневого зміцнення) властивостей, а також режимів (час обробки), які дозволяють одержати задані параметри на ребрах.

5. Рекомендації щодо вибору режимів газовибухової обробки, які забезпечують мінімальний негативний вплив на матеріал.

Публікація та апробація роботи: Результати дослідження опубліковані в 6 наукових статтях та додатково освітлені в 5-х статтях, 2-х заявках на винаходи та тезах доповідей.

Апробація роботи проводилась на науковій конференції "Гагарінські читання" у Московському авіаційно-технологічному інституті, на міжнародних конференціях "Нові технології у машинобудуванні" Харків-Рибаче у 1996-1997 роках, на науково-технічній раді Харківського авіаційного інституту, на науково-технічній конференції аспірантів у Державному аерокосмічному університеті (ХАІ), 1999 р.

Структура та обсяг роботи: Реферована робота складається із вступу, 5 розділів та висновків загальним обсягом 124 сторінок,

Робота містить 33 таблиці, 31 рисунків, список літератури з 127 найменувань, викладених відповідно на 25, 12 та 14 сторінках.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі підкреслена актуальність запропонованої теми, сформульовано її наукову новизну, відзначена мета і завдання досліджень, розглянута перспективність подальших досліджень, а також наведена загальна характеристика роботи.

В першому розділі подано порівняльний аналіз існуючих високоенергетичних фінішних технологій, їх основні характеристики та технологічні можливості. Виконано аналіз основних змін у фізико-механічних, геометричних та стійкісних показниках поверхневого шару під впливом термічних імпульсів.

Розглядаються варіанти класифікації техпроцесів за джерелом енергії, що використовується: лазерний промінь, газовий вибух, потоки іонів та електронів. Розглянуто варіант класифікації процесів за цільовим впливом: поверхневе зміцнення, зачистка, нанесення покрить, легування, формоутворення і деякі інші.

Встановлено, що на сучасний період найбільш поширеними є лазерні технології, які зокрема дають можливість поверхневого зміцнення матеріалу в 2...2,5 рази на глибину близько 100...200 мкм. Такий стан може бути пояснений простотою застосування методу та достатньою вивченістю його технологічних наслідків, зокрема перерозподілу фаз у матеріалі та появи термічних напружень у поверхневому шарі, які можуть приводити до короблення нежорстких деталей. Разом з тим завдяки широкому розповсюдженню цієї технології були вироблені ефективні засоби протидії відповідним негативним наслідкам.

Порівняно з лазером іонні і електронні пучки вживаються значно рідше. Найбільш природним для іонної обробки є створення покрить та внесення легуючих елементів в поверхневий шар матеріалів. При цьому, зокрема, може бути досягнуто внесення атомів аргону та азоту на глибину до 40 мкм. Електронні пучки, насамперед, застосовуються для зварювання та поверхневого зміцнення (до 30 мкм).

Термічна енергія газового вибуху найчастіше використовується для зачисних операцій, при цьому можливе оплавлювання задирок з товщиною біля ребра до 0,3...0,4 мм. Показано, що подальший розвиток газовибухової обробки стримується недостатньою вивченістю наслідків її впливу на матеріал.

Відмічено, що зазначені процеси характеризуються досить близькими значеннями щільності потужності теплового потоку (2...3 кВт/см²), а також умовами обробки (локальне нагрівання), завдяки чому дослідження стосовно газовибухової обробки доцільно проводити відносно факторів, що є загальними для обробки іншими методами, а саме: локальне зміцнювання, створення мікродефектів, зміна схильності до корозії і т. інше.

Другий розділ присвячено розробці методів оцінки впливу технологічної спадковості. При цьому певний внесок у розвиток технологічних методів забезпечення якості машин зробили такі науковці, як Колесніков К. С, Рыжов Є. В., Суслов А. Г., Григорьянц А. Г., Коваленко В. С., Ящерицин П. І. Дальский О. М. Кривцов В. С., Костюк Г. І. та інші. Розділ містить математичні моделі, що характеризують поведінку факторів технологічної спадковості як об'єкту дослідження. З цією метою розглянуто основні існуючі методики оцінки явища внесення та розповсюдження нецільових властивостей, яке одержало назву явищ технологічної спадковості. При цьому основним його кількісним показником є коефіцієнт технологічної спадковості КТС, який може бути визначений як відношення значення повного фактору в кінці деякої операції техпроцесу до його величини на початку.

Подано перелік вимог до особливостей зміни КТС, які характеризують позитивну чи негативну властивість оброблюваної деталі.

Запропоновано гіпотези, які дають можливість перейти до аналізу зміни КТС як функції часу протікання процесу обробки.

Для цього введено поняття про технологічно однорідні ділянки техпроцесу ТОД, на яких КТС також є певною функцією часу:

___________________ (1)

де К_с - коефіцієнт технологічної спадковості,

С_Н - початкове значення фактору спадковості на вході до ТОД,

f() - функція часу, що характеризує зміну фактору спадковості на ТОД.

Такий підхід дає можливість складати диференціальні рівняння, які характеризують безперервну зміну КТС на певній ТОД.

Таким чином техпроцес може бути охарактеризований позитивно, якщо: для корисної властивості має місце співвідношення

[(В) [(A) (C) (D)]] (E) =TRUE, (2)

для негативної властивості - (C) (E) (F)=TRUE, (3)

де (A), (B), (C), (D), (E), (F) - певні умови, що записані в диференційному вигляді та які мають логічне значення TRUE чи FALSE.

Умова (А),__________ (4)

Умова (В),__________ (5)

Умова (C), , (6)

Умова (D), (7)

Умова (E) , (8)

Умова (F), (9)

Запропоновано методику одержання функції f() на основі певної бази даних як суми базової степеневої функції та періодичної синусоїди.

Крім означеної методики визнано доцільним проведення комплексного вивчення взаємодії та розповсюдження властивостей, яких набуває деталь при обробці. Для цього запропоновано методику логічного аналізу, яка передбачає дати відповідь на питання про придбання певної негативної властивості в кінці техпроцесу. Для цього використовується вектор, що містить тільки значення 1 и 0, які відповідають наявності чи практичній відсутності досліджуваного фактору технологічної спадковості у кінці етапу обробки. Цей вектор складається із елементів головної діагоналі кінцевої матриці :

___________________(10)

де В - матриця внесення факторів технологічної спадковості;

S - визначає вторинний вплив технологічних операцій;

V - матриця, що характеризує вторинний вплив факторів технологічної спадковості.

Таким чином, вибір оптимального варіанту техпроцесу з урахуванням технологічної спадковості відбувається за алгоритмом.

У третьому розділі зазначено, що найбільшим фактором ризику з точки зору негативної спадковості є фінішні операції, а серед них такі, які характеризуються високоінтенсивним впливом на оброблюваний виріб. До них відноситься газовибухова зачистка як високоефективний техпроцес авіаційного виробництва.

Для визначення радіуса скруглення ребра з використанням методу конформних відображень одержана залежність:

_____________________(11)

де k _п - поправочний коефіцієнт, що залежить від роду матеріалу;

, , с - коефіцієнт теплопровідності, щільність, та тепломісткість матеріалу;

К - коефіцієнт;

- тривалість дії термічного імпульсу.

Для запобігання оплавлення ребер розроблені методики розрахунку граничних значень параметрів обробки. Встановлено, що оплавлення не відбувається, якщо кут ребра перевищує граничний

____________________(12)

де - коефіцієнт;

, , - відповідно коефіцієнти температуропровідності та теплопровідності при температурі матеріалу та газового середовища;

, , - відповідно температура газової суміші, початкова температура матеріалу та температура плавлення матеріалу.

Графічні залежності радіуса скруглення ребра від геометричних характеристик виділюваних лишків та граничних значень кута для деяких матеріалів наведено на рис. 2, 3.

З метою мінімізації негативного впливу дії високотемпературного газового середовища було визначено параметри обробки, які є мінімально достатніми для розігріву матеріалу до температури плавлення

Для більш точного аналізу одержуваних параметрів деталі, зокрема, з урахуванням нестійкості теплофізичних характеристик матеріалу, була запропонована числова модель на основі варіанту метода кінцевих елементів. Вона надає можливість більш точного розрахунку радіусів скруглення ребер, глибини та форми зони термічного зміцнення, а також часу, мінімально достатнього для обробки.

Аналіз набутих геометричних та фізико-механічних властивостей показує, що основним фактором ризику з точки зору експлуатаційних параметрів деталі є схильність до корозії, яка визначалась експериментально.

Четвертий розділ містить результати експериментальних досліджень, а також оцінку точності математичних моделей та розрахункових методик.

Дослідження мікрошліфів поверхні експериментальних зразків та реальних деталей проводилось з використанням оптичного мікроскопа МБI-6 з 150-кратним збільшенням.

Була встановлена практична відсутність мікродефектів, що з урахуванням графіка розподілу мікротвердості за глибиною свідчить про повне зняття термічних напружень після обробки.

Для досліджень глибини зміцнення були виготовлені спеціальні зразки, що мають клиновидні виступи з кутами 15, 30, 60 та 120. Встановлено, що глибина поверхневого зміцнення та ступінь доплавлювання ребра пропорційні потужності теплового потоку в робочій камері, та зворотно пропорційна кутові при вершині зміцнюваного ребра, що повністю узгоджується з результатами теоретичних досліджень. При цьому глибина зміцнення досягає 100...200 мкм, а похибка теоретичних розрахунків не перевищує 20% для аналітичних та 5% для чисельних методів (рис. 6, 7).

Радіуси округлення гострих ребер були визначені з використанням оптичного мікроскопа МБІ-6, при цьому встановлено, що оплавлення ребер відбувається на поверхні, дуже близької до теоретичної, що підтверджує доцільність прийнятих у теоретичному аналізі гіпотез.

Дослідження корозійної стійкості деталей, що були оброблені газовим вибухом, проводилось гравіметричним методом з використанням прискореної методики у розчинах NaCl та у водопровідній воді.

Було встановлено неістотне падіння стійкості матеріалу до корозії, швидкість якої для значної більшості зразків не перебільшує 0,005 г/(м²год), тобто досліджувані зразки та контрольні зразки відносяться до однієї групи стійкості та мають в більшості випадків четвертий бал.

П'ятий розділ присвячено реалізації проведених досліджень. Запропоновано технологічні рекомендації щодо вибору варіантів техпроцесів, які забезпечують мінімальну негативну спадковість, а також формування властивостей деталей під час обробки.

Розроблено основні критерії вибору параметрів процесу газовибухової зачистки та приведені коефіцієнти технологічної спадковості, які зумовлюють режими обробки, що практично не вносять негативної спадковості.

Подано рекомендації до оптимізації техпроцесів, що включають газовибухову зачистку, які зокрема, торкаються вибору маршрутів обробки з метою збереження та розвитку позитивної, а також нейтралізації негативної спадковості.

На прикладі процесу оплавлення гострого ребра розроблено типову методику розрахунку розвитку властивостей технологічної спадковості як функції часу. Це зумовило висновки про те, що скругління гострого ребра є позитивною властивістю процесу газовибухової зачистки. В разі, якщо округлення ребер не передбачено технічними умовами, слід вести обробку за методикою, що забезпечує обробку без оплавлення ребер.

Виконано техніко-економічне обґрунтування впровадження розробленних рекомендацій у виробництво. Економічний ефект досягається, насамперед, за рахунок розширення обсягів застосування технології

За рахунок попередження негативної спадковості очікується також ефект від підвищення показників надійності та ресурсу виробів орієнтовно на 12...15%,. Крім того очікується зниження строків технологічної підготовки виробництва та витрат на її впровадження.

ВИСНОВКИ

1. Проведено аналіз впливу високоенергетичних методів обробки на стан оброблюваних деталей. При цьому встановлено, що під час техпроцесу на деталі діє досить складний комплекс факторів, які викликають значні відхилення у стані поверхневого шару, наприклад, при газовибуховiй зачистці це істотне, у 2...3 рази зміцнення локальних ділянок поверхні поблизу гострих ребер на глибину до 2 мм, оплавлення матеріалу та інші зміни.

2. Розроблено методи оцінки розвитку факторів технологічної спадковості як функції часу обробки деталей. Зазначено, що формалізований аналіз процесу розповсюдження та взаємодії успадковуваних факторів доцільно проводити на основі застосування масивів логічних функцій, які характеризують ступінь впливовості кожного з них на експлуатаційні показники. Це викликано досить складним комплексом впливових факторів, зумовлених специфікою авіаційних деталей.

3. Проведено аналіз процесів виникнення, розповсюдження, взаємодії та розвитку факторів технологічної спадковості у техпроцесах, що включають термоімпульсну обробку. Встановлено, що виходячи з досить жорстких вимог до якості деталей авіаційної техніки доцільним є комплексний аналіз цієї обробки за умови мінімізації її негативного впливу.

4. Запропоновано фізичні та математичні моделі процесів, що супроводжують нагрівання елементів деталі у високотемпературному газовому середовищуі. При цьому встановлено, що найбільш адекватною є модель імпульсного нагрівання напівбезконечного клину. При цьому похибки результатів теоретичних розрахунків не перевищують 20% для аналітичного та 5% для чисельного рішення.

5. Одержано аналітичні залежності для визначення радіуса скруглення гострих ребер та режимів газовибухової зачистки, що не приводять до оплавлення матеріалу. Розраховані максимальні радіуси сягають 0,5...0,6мм та поступово зростають з підвищенням розмірів здирок пропорційно до тривалості процесу. Деталі можуть бути оброблені без оплавлення ребер, якщо їх кут не перевищує, зокрема, 34...58 для 30ХГСА, 25...48,6 для 14Х17Н2 у залежноті від довжини видалюваних лишків.

6. Зазначено, що максимальні термічні напруження не перевищують 75% від границь текучості, що свідчить про практичну відсутність залишкових напружень після зняття термічного навантаження. Враховуючи складність явищ, які супроводжують термоімпульсну зачистку, для аналізу процесу нагрівання і оплавлення ребер використовувалася запропонована варіація методу кінцевих елементів.

Одержані результати свідчать, що за час обробки (0,1...0,2 с), поряд з оплавленням задирок та ребер відбувається зміцнення зони поблизу гострих ребер на глибину 1,5 мм для кута ребра 15.

7. Експериментальним шляхом встановлено, що максимальне зміцнення для сталей становить близько HRC=70 сталь 40Х, тобто майже у 5,5 рази перевищує цей показник для вихідного матеріалу. Зазначено, що зі стійкісних показників наслідком газовибухової обробки найбільш важливим є вплив на корозійну стійкість. Наслідком обробки є збільшення швидкості корозії у 1,5...1,9 рази, зокрема цей показник становить 34,8...59,3 мг/(м²час) для 40Х і 10,1...32,4 для ЦАМ. При цьому встановлено, що швидкість корозії зростає з підвищенням режимів термоімпульсної зачистки. Але це зниження корозійної стійкості не виходять за межі стандартної групи стійкості, при металографічному дослідженні на оброблених деталях не знайдено тріщин чи інших дефектів.

8. Застосування одержаних результатів дозволяє значно скоротити етап відпрацювання технології, що є особливо актуальним в умовах авіаційного виробництва, яке характеризується жорсткими вимогами щодо якості деталей. Строки технологічної підготовки виробництва можуть бути скорочені на 7...8%, а витрати на її впровадження на 20%.

Таким чином, проведені дослідження дозволяють значно розширити використання нової високоефективної технології при одночасному підвищенні якості обробки та забезпеченні високих експлуатаційних показників відповідальних деталей авіаційної техніки.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО У РОБОТАХ:

1. Божко В. П., Проскурин С. Д., Гарамов Г. Г., Чирок А. П., Температурные напряжения в деталях при газоимпульсной зачистке кромок// Авиационно-космическая техника и технология. -Харьков: ХАИ.- 1996.- С. 38-39.

2. Божко В. П., Дьяченко Ю. В., Чирок А. П., Проскурин С. Д., Гарамов Г. Г. Воздействие технологического газового взрыва на геометрические и физико-механические параметры обрабатываемых деталей// Авиационно-космическая техника и технология. -Харьков: ХАИ.- 1997.- С. 30-33.

3. Божко В. П., Дьяченко Ю. В., Чирок А. П., Проскурин С. Д. Влияние термоимпульсной обработки на эксплуатационные показатели деталеи// Авиационно-космическая техника и технология. -Харьков: ХАИ.- 1998.- С. 66-70.

4.Божко В. П., Дьяченко Ю. В., Крутиков С. Л., Чирок А. П., Определение геометрических параметров кромок при термоимпульсной зачистке// Автоматизация и современные технологии, 1998. М.:-№.8.-С. 73-76.

5. Божко В. П., Чирок А. П., Гарамова С. Г. Технологическая наследственность как критерий выбора методов обработки// Авиационно-космическая техника и технология. - Харьков: ХАИ.- 1998., вып. 6- С. 73-76.

6. Божко В. П., Чирок А. П., Гарамов Г. Г. Технологическая наследственность при газовзрывной обработке// Авиационно-космическая техника и технология. - Харьков: ХАИ.- 1998., ХАИ.- 1999., вып. 7- С. 54-57.

7. Божко В. П., Гарамов Г. Г., Чирок А. П., Колкунов А. А. Экспериментальное определение размеров заусенцев при токарной обработке// Четвертая международная конференция "Новые технологии в машиностроении". Харьков-Рыбачье 1995.- С.138.

8. Божко В. П., Гарамов Г. Г., Чирок А. П., Колкунов А. А. Повышение качества кромок отверстий на деталях из алюминиевых сплавов// Пятая международная конференция "Новые технологии в машиностроении". Харьков-Рыбачье 1996.- С.178.

9. Божко В. П., Чирок А. П. Определение параметров закаленной зоны при газоимпульсном упрочнении// Пятая международная конференция "Новые технологии в машиностроении". Харьков-Рыбачье 1996.- С.147.

9. Божко В. П., Чирок А. П. Особенности газоимпульсного поверхностного упрочнения// Пятая международная конференция "Новые технологии в машиностроении". Харьков-Рыбачье 1996.- С.130.

11. Чирок А. П. "Исследование технологической наследствености при термоимпульсной обработкее"// Шестая международная конференция "Новые технологии в машиностроении" Харьков-Рыбачье 1997.-С. 269.

АНОТАЦІЯ:

Чирок О. П. Методи оцінки технологічної спадковості та їх використання при термоімпульсній обробці деталей авіаційного виробництва.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.07.04 "Технологія виробництва літальних апаратів".

Державний аерокосмічний університет - "ХАІ", Харків, 1999.

Дисертацію присвячено розробці методів врахування технологічної спадковості при обробці деталей авіаційного виробництва. Запропоновані математичні моделі щодо аналізу процесів виникнення, розповсюдження, розвитку та взаємодії властивостей, що набувається деталлю нецільовим шляхом під час обробки.

Розглянуто процеси, що супроводжують вплив високотемпературного газового середовища на поверхню та ребра деталей при термоімпульсній обробці. Отримані аналітичні та чисельні залежності, які дозволяють аналізувати та враховувати фактори технологічної спадковості.

Наведено інженерні методики та технологічні рекомендації щодо врахування впливу нецільових відхилень на експлуатаційні показники виробів, а також вибору оптимальних маршрутів обробки, виходячи з мінімуму негативної спадковості.

Запропоновано нові технології, що базуються на використанні енергії газового вибуху.

Ключові слова: технологічна спадковість, технологічні процеси обробки деталей, термоімпульсна обробка, газовибухова зачистка.

АННОТАЦИЯ:

Чирок А. П. Методы оценки технологической наследственности и их использование при термоимпульсной обработке деталей авиационного производства.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.04 "Технология производства летательных аппаратов".

Государственный аэрокосмический университет "ХАИ", Харьков, 1999.

Актуальньной задачей современного авиационного производства является технологическое обеспечение показателей надежности и ресурса выпускаемых изделий. Одним из путей ее достижения является учет и управление явлениями технологической наследственности.

Диссертация посвящена разроботке методов оценки и учета технологической наследственности при обработке деталей авиационного производства. Предложены математические модели процесов возникновения, распространения, развития и взаимодействия свойств, приобретаемых деталью в период обработки нецелевым образом Изменение исследуемых свойств рассматривалось как непрерывная функция от времени. При этом были получены аналитические условия приемлемости техпроцесса с точки зрения влияния развития конкретного свойства на наследственные процессы в обрабатываемой детали. Анализ взаимного влияния возникающих отклонений проводился путем применения матриц логических фкнкций. С этой целью на основании исходной базы данных составляюся исходные матрицы, характеризующие внесение, вторичное внесение и взаимное влияние факторов технологической наследственности. Итоговый массив получается на основании взаимодействия информации этих матриц и содержит данные о наличии или устранении рассматриваемого фактора технологической наследственности по окончанию обработки.

Отмечено, что с точки зрения вносимой наследственности наибольший интерес представляют высокоэнергетические процессы финишной обработки такие, как термоимпульсная, лазерная, ионная, электронно-лучевая и т. п. Поэтому в качестве примера реализации разработанных методов оценки технологической наследственности рассмотрены процесы, сопровождающие влияние высокотемпературной газовой среды на поверхность и кромки деталей при термоимпульсной зачистке. Получены аналитические и численные зависимости, позволяющие анализировать и учитывать факторы технологической наследственности.

Проведены экспериментальные исследования процессов, сопровождающих воздействие высокотемпературной газовой среды на параметры, характеризующие состояние поверхностного слоя и острых кромок обрабатываемых деталей. Исследования проводились по двум направлениям: изучались последствия воздействия высокотемпературной агрессивной газовой среды на коррозионную стойкость поверхности; определялось изменение геометрических и физико-механических характеристик острых кромок.

Разработаны инженерные методики и технологические рекомендации для учета влияния нецелевых отклонений, возникающих при обработке, на эксплуатационные показатели изделий, которые позволяют осуществить выбор оптимальних маршрутов обработки, в том числе включающих термоимпульсную зачистку, исходя из условий обеспечения минимальной негативной наследственности. Кроме того предложены рекомендации по оптимизации процесса термоимпульсной зачистки.

Предложены новые технологии, базирующиеся на использовании процессов, сопровождающих импульсный нагрев локальных участков поверхности обрабатываемой детали. К ним относятся термоимпульсное местное поверхностное упрочнение, газовзрывная сварка и клепка.

Внедрение результатов работы дает возможность существенно (на 10…12%) повысить надежность и ресурс выпускаемых изделий при одновременном снижении сроков технологической подготовки производства и затрат на ее проведение. Кроме того ожидается определенный эффект от расширения области применения термоимпульсной зачистки как прогрессивной технологии авиационного производства.

Ключевые слова: технологическая наследственность, технологические процессы обработки деталей, термоимпульсна обработка, газовзрывная зачистка.

SUMMARY:

Chirok A. P. Methods of an estimation of a technological Heredity and their use at thermoipalse processeing of details of air manufacture.

The dissertetion on competition of a scintific degree of the candidate of scince on a speciality 05.07.04 "The techology of aircrafts production".

State aerospace university "KhAI", Kharkov, 1999.

The dissertetion is devoted to development of methods of the account of a tecnological heredity at processing ditails of air manufacture. The analysis of processes of occurence, distribution, development and interaction masamatical models, got by a detail by no-pupose image during processing are offered.

The processes accompanying influence of high-temperature gas environment on a surface and edge of details at thermoimpulse processing are considered. The analytical and numerical dependencies allowing to analyze and to take into account the factors of tecnological heredity are received.

The engineering techniques and tecnological recommendations for the account of influence of no-purpose deviations arising at processing on operational parameters of product, also choice of optimum routs of processing from a minimum negative heredity are given.

The new technologies are offered which are based on use of energy gas explosion

Key words: tecnological heredity, tecnological processes of processing of details, thermoimpulse processing, gas explosion debeering.

Размещено на Allbest.ru

...