Изготовление коллектора камеры сгорания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Отчёт по практике представляет собой разработку технологического процесса механической обработки детали типа "коллектор" камер сгорания НК-33. Включает в себя анализ имеющегося технологического процесса, технологический анализ чертежа детали, обоснование выбора марки материала, обоснование формообразования детали, выбор оборудования.



ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассмотрена технология изготовления коллектора камеры сгорания ЖРД.

Для детали описаны технологические требования (ТТ) изготовления и проведен анализ пунктов ТТ. Приведены стадии процесса изготовления детали.

Средний коллектор, предназначенный для подачи топлива , устанавливается на корпусе камеры сгорания двигателя НК-33.



1. НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛИ

1.1 Анализ функционального назначения сборочной единицы

Средний коллектор устанавливается на камере сгорания двигателя НК-33 (жидкостного, ракетного, однокамерного, двигателя выполненного по "замкнутой" схеме, с подачей компонентов топлива в камеру центробежными насосами). Предназначен для подачи топлива.

Условия работы:

-высокое давление;

-агрессивная среда;

-высокие температуры (40-60 ?C).

1.2 Конструкция сборочной единицы и принцип работы

Топливный коллектор (рисунок 1) состоит из:



Рисунок 1 -- Топливный коллектор

Патрубок -- (поз. 1) в количестве 2 штук (рисунок 2);

Рисунок 2 - Патрубок



Коллектор -- (поз. 4) в количестве 2 частей (рисунок 3).

Рисунок 3 - Коллектор

На камере сгорания установлены 3 коллектора:

-верхний коллектор;

-средний коллектор;

-нижний коллектор.

Подача топлива происходит через “Y”-образный трубопровод с фланцем "Г" в средний топливный коллектор.

Горючее от насоса поступает в коллектор 37 (рисунок 4) и через отверстия в кольце 16 в каналы первой секции сопла, где распределяется на два потока: часть горючего (64%) направляется к головке, остальное горючее - к срезу сопла.

Горючее в третьей секции сопла проходит по каналам Л и М в коллектор 35. При этом по каналам М горючее проходит до среза сопла и через кольцевую канавку г и каналы Л (на участке от среза сопла до коллектора 35) возвращается в коллектор.

Из коллектора 35 горючее по трём трубопроводам направляется в коллектор 40. Через отверстия в кольце завесы 4 горючее поступает в каналы средней части, где происходит соединение его с другим потоком. Далее горючее направляется в головку и через форсунки - в камеру.

1 - кольцо цилиндра; 2 - оболочка (оболочка 1 блока); 3 - рубашка цилиндра; 4 - кольцо завесы; 5 - патрубок; 6 - соединительное кольцо; 7 - кольцо; 8 - оболочка (оболочка 2 блока); 9 - докритическое кольцо; 10 - наружное критическое кольцо; 11 - соединительное кольцо; 12 - кольцо; 13 - внутренняя оболочка; 14 - наружная оболочка; 15 - патрубок; 16 - кольцо; 17 - соединительное кольцо; 18 - кольцо; 19 - внутренняя оболочка; 20 - наружная оболочка; 21 - гофр; 22 - кольцо; 23 - соединительное кольцо; 24 - кольцо; 25 - гофр; 26 - наружная оболочка; 27 - патрубок; 28 - кольцо коллектора; 29 - кольцо защиты; 30 - наружная оболочка; 31 - внутренняя оболочка; 32 - наружное; 33 - нижнее кольцо; 34 - третья секция; 35 - нижний коллектор; 36 - вторая секция; 37 - средний коллектор; 38 - первая секция; 39 - средняя часть (2 блок); 40 - верхний коллектор; 41 - средняя часть (1 блок)

Рисунок 4 -- Камера сгорания НК-33



1.3 Конструкция и геометрические параметры детали

Необходимо проанализировать основные размеры среднего коллектора:

46±0,4;

Поверхность OА = O646Н11 (цилиндрическая поверхность);

Поверхность OБ = (O633) (цилиндрическая поверхность);

Угол 156°±2° (Рисунок 3);

R23±1,5 (Рисунок 3);

27,5±1,5 (Рисунок 3);

Деталь имеет точный размер: OА = (O646Н11).

OА выполнен по 11 квалитету точности в системе отверстия Н11.

В чертеже на коллектор внесены требования по отклонениям формы и расположениям поверхностей:

1. Неплоскостность торца Г относительно поверхности Д не более

0,8 мм.

Шероховатость поверхностей 12,5 мкм. Это связано с тем, что данные поверхности получены в результате механической обработки точением поверхностей детали для последующих сварочных операций. На коллекторе выполнен паз под перегородку (рисунок 5), которая обеспечивает равномерность распределения давления по охлаждающим каналам.

Рисунок 5 - Перегородка



1.4 Обоснование выбора марки материала 06Х15Н6МВФБ-Ш (ВНС16-Ш)

Ранее для изготовления коллектора использовался материал 11Х11Н2В2МФ (ЭИ962).

В соответствии с действующими нормативными документами материал 11Х11Н2В2МФ (ЭИ962) не разрешен к применению при проектировании новых изделий.

В связи с этим для отработки процесса ремонта коллекторов предварительно был выбран материал 06Х15Н6МВФБ-Ш (ВНС-16Ш).

Сравнение свойств материалов 11Х11Н2В2МФ (ЭИ962) и 06Х15Н6МВФБ-Ш (ВНС-16Ш) приведено в таблицах 1, 2, 3, 4.

Таблица 1 - Химический состав стали ВНС16-Ш, в % (по ТУ 14-1-3405-2007)

Химический состав, %
C	Cr	Ni	Mo	W	V	Nb	Fe	Si	Mn	S	P
								Не более
Сталь 06Х15Н6МВФБ-Ш
0,05-0,08	13,5-15,0	5,2-5,7	0,8-1,0	0,7-1,0	0,15-0,25	0,08-0,15	основа	0,6	0,6	0,015	0,02-0,025
Сталь 11Х11Н2В2МФ
0,09-0,13	10,5-12,0	1,5-1,8	0,35-0,5	1,6-2,0	0,18-0,3	-	основа	0,6	0,6	0,025	?0,030

Таблица 2 - Коэффициент термического линейного расширения

Коэффициент термического линейного расширения	Температура, °С
	20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	100-200	200-300	300-400	400-500
Сталь 06Х15Н6МВФБ-Ш
? x 106 1/град	11,3	11,5	11,6	11,8	12,1	11,9	12,15	12,45	13,05
Сталь 11Х11Н2В2МФ
? x 106 1/град	11,0	11,3	11,6	12,0	12,3	11,7	12,2	13,3	13,3



Таблица 3 - Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности,?	Температура, ° С
	25	100	200	300	400	500
Сталь 06Х15Н6МВФБ-Ш
вт/м * град	17,2	18,4	19,7	21,3	22,2	23,0
Сталь 11Х11Н2В2МФ
вт/м * град	21	22,2	23,9	25,6	27,2	28,1

Таблица 4 - Удельная теплоемкость

Удельная теплоёмкость, ?	Температура, ° С
	100	200	300	400	500
Сталь 06Х15Н6МВФБ-Ш
кдж/кг * град	0,460	0,502	0,544	0,586	0,668
Сталь 11Х11Н2В2МФ
кдж/кг * град	0,419	0,461	0,503	0,587	0,671

Механические свойства полуфабрикатов из стали 06Х15Н6МВФБ-Ш и 11Х11Н2В2МФ приведены в таблицах 5, 6.

Таблица 5 - Механические свойства полуфабрикатов из стали ВНС16-Ш

Вид полуфабрикатов	Предел прочности, ?в, кгс/мм2	Предел текучести, ? 0,2, кгс/мм2	Относительное удлинение, ?5, %	Относительное сужение, ?, %	Ударная вязкость KCU, кгс·м/см2
	Не менее
Лист 0,8..3,9 ТУ 14-1-3405-2007	120	100	10	-	-
Поковки ТУ 14-1-1444-75	120	100	12	50	10

Таблица 6 - Механические свойства полуфабрикатов из стали ЭИ962

Вид полуфабриката	Термическая обработка	Температура испытания, °С	?0,2, кгс/мм2	?, %
Лист, толщина 0,8…4,0 мм	Закалка с 1000°С на воздухе, отпуск 650-680°С	20	85-100	15
		300	75-95	10
		400	72-80	10
		500	60-75	10
		600	45-65	20

При выборе материала учитывались следующие факторы:

- преимущество химических, физических и механических свойств материала 06Х15Н6МВФБ-Ш относительно материала 11Х11Н2В2МФ;

- существующий опыт использования материала 06Х15Н6МВФБ-Ш при изготовлении подобных деталей камер в жидкостных ракетных двигателей отечественных аналогах двигателя НК-33;

- наличие отработанной технологии по работе с материалом 06Х15Н6МВФБ-Ш у потенциальных изготовителей камер для двигателя НК-33;

- отсутствие ограничений на использование материала 06Х15Н6МВФБ-Ш.

Для окончательного выбора материала и подтверждения возможности использования при ремонте и изготовлении деталей камеры двигателя НК-33 была проведена исследовательская работа по определению свойств материала ВНС-16Ш, а именно:

- исследование механических свойств листовой стали 06Х15Н6МВФБ-Ш с использованием различных видов сварки и термообработки применительно к деталям коллектора двигателя

НК-33 - определение предела прочности и угла изгиба сварных соединений;

- определение влияния температуры нагрева на снятие остаточных напряжений в сварных соединениях, полученных разными видами сварки и с разным исходным состоянием материала, применительно к деталям коллектора;

- исследование коррозионной стойкости материала

06Х15Н6МВФБ-Ш под напряжением.

Результаты проведенных работ показали, что используемые в технологии изготовления коллекторов виды сварки и режимы термической обработки для материала 06Х15Н6МВФБ-Ш позволяют получить высокий уровень прочности и пластичности сварных соединений.

Проведенные исследования на образцах свидетельствуют об удовлетворительной коррозионной стойкости материала 06Х15Н6МВФБ-Ш под напряжением, при этом скорость образования коррозии на образцах из материала 06Х15Н6МВФБ-Ш ниже, чем у образцов из материала 11Х11Н2В2МФ.

1.5 Анализ технологичности конструкции детали

В ГОСТ 188.11-73, 1.4202-73-1.4204-73,14.205-83 дано следующее определение технологичности конструкции:

технологичностью конструкции изделия называют совокупность свойств, определяющих приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, технологическом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ;

из определения ясно, что понятие технологичности конструкции охватывает весь жизненный цикл изделия, а уровень технологичности характеризуется совокупностью количественных относительных и качественных показателей.

В зависимости от области проявления свойств конструкции различают производственную и эксплуатационную технологичность:

1. Производственная технологичность конструкции изделия выражается в экономии затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства, а также на изготовление изделия.

2. Эксплуатационная технологичность конструкции изделия характеризуется сокращением затрат средств и времени на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Основные показатели технологичности конструкции:

1. Заготовка коллектора обладает достаточно высокой жесткостью конструкции, которая позволяет обрабатывать деталь с оптимальной производительностью и точностью согласно КД.

2. Штамповка взрывом является наиболее технологичной для формообразования коллектора. Обладаем наименьшим КИМ.

3. Возможность выполнения заданных требований по точности изготовления экономичными методами.

4. Конструкция детали обеспечивает удобство подвода режущего инструмента в процессе обработки и мерительного инструмента для контроля размеров.

5. При установке детали в приспособление для обработки выбранные технологические базы обеспечивают минимальную погрешность получаемых размеров.

После анализа технологичности конструкции детали типа «коллектор» следует вывод что деталь является технологичной.

деталь сборочный коллектор двигатель



2. ПЛАНИРОВАНИЕ СЕРИЙНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ «КОЛЛЕКТОР»

Рассмотрим технологический маршрут изготовления детали типа «коллектор», представленный в таблице 7.

Таблица 7 -- Технологический маршрут изготовления детали типа «коллектор»

№ п/п	Наименование операции
1	2
5	Металлургический контроль
10	Транспортировочная
15	Гидроабразивная резка
20	Контрольная
25	Транспортировочная
30	Слесарная
35	Обезжиривание
40	Контрольная
45	Диспетчерская
50	Сварка
55	Контрольная
60	Сварка
65	Слесарная
70	Обезжиривание
75	Контрольная
80	Транспортировочная
85	Термообработка
90	Контрольная
95	Транспортировочная
100	Слесарная
105	Обезжиривание
110	Контрольная
115	Транспортировочная
120	Штамповка взрывом
125	Контрольная
130	Транспортировочная
135	Обезжиривание
140	Транспортировочная
145	Термообработка
150	Контрольная
155	Транспортировочная
155	Штамповка взрывом
160	Контрольная
170	Транспортировочная
175	Обезжиривание
180	Транспортировочная
185	Термообработка
190	Контрольная
195	Транспортировочная
200	Штамповка взрывом
205	Контрольная
210	Транспортировочная
215	Обезжиривание
220	Транспортировочная
225	Термообработка
230	Контрольная
235	Транспортировочная
240	Штамповка взрывом
245	Контрольная
250	Транспортировочная
255	Обезжиривание
260	Транспортировочная
265	Термообработка
270	Контрольная
275	Транспортировочная
280	Штамповка взрывом
285	Контрольная
290	Транспортировочная
295	Обезжиривание
300	Транспортировочная
305	Термообработка
310	Контрольная
315	Транспортировочная
320	Штамповка взрывом
325	Контрольная
330	Транспортировочная
335	Обезжиривание
340	Транспортировочная
345	Термообработка
350	Контрольная
355	Транспортировочная
360	Штамповка взрывом
365	Контрольная
370	Транспортировочная
375	Обезжиривание
380	Транспортировочная
385	Термообработка
390	Контрольная
395	Транспортировочная
400	Обезжиривание
405	Контрольная
410	Токарная
415	Слесарная
420	Обезжиривание
425	Слесарная
430	Контрольная
435	Транспортировочная
440	Термообработка
445	Контрольная
450	Транспортировочная
455	Слесарная
460	Обезжиривание
465	Контрольная
470	Транспортировочная
475	Обдувка электрокорундом
480	Контрольная
485	Транспортировочная
490	Слесарная
495	Обезжиривание
500	Контрольная
505	Транспортировочная
510	Обезжиривание
515	Контрольная
520	Сушка
525	Контрольная
530	Транспортировочная
535	ЛЮМ контроль
540	Транспортировочная
545	Снятие краски
550	Контрольная
560	Обезжиривание
565	Контроль
570	Металлургический контроль
575	Контрольная
580	Транспортировочная
585	Входной контроль
590	Слесарная
595	Обезжиривание
600	Сварочная
605	Контрольная
610	Фрезеровка
615	Обезжиривание
620	Металлургический контроль
625	Контрольная
630	Транспортировочная

Основные технологические нововведения относительно базового технологического процесса изготовления детали:

- изменение заготовительной операции;

- использование более современного оборудования;

- снижение трудоемкости;

- увеличение производительности;

- снижение себестоимости детали;

- изменение основной формообразующей операции.

Ранее для получения сегментов коллектора использовался метод холодной штамповки на гидропрессе. В связи с применением холодной штамповки изготовления сегментов при сборке коллектора присутствовал сварной шов по окружности (рисунок 6), что и послужило основной причиной замены метода формообразования детали.



Рисунок 6 -- Сварочный шов при изготовления коллектора из двух половинок методом холодной штамповки

В данном технологическом маршруте изготовления детали типа «коллектор» основную роль играет операция: штамповка методом взрыва (операции № 120,160, 200, 240, 280, 320, 360, рис 7). Данные операции являются определяющими в получении необходимой геометрии детали.

Используется специально сконструированная оснастка в виде штампа на взрыв, обладающая необходимыми для подобного рода технологической операции свойствами.

В результате формообразования детали методом штамповки взрывом в структуре материала образуется остаточное напряжение. Для снятия остаточных напряжений использована термообработка методом отжига по технологии цеха термообработки.

Термообработать при температуре 760°С±20°С 1,5 часа + 10 мин после прогрева на контрольной термопаре с охладить на плите на воздухе до температуры окружающей среды 10...35°С



Рисунок 7 -- Заготовка после штамповки взрывом в операции № 360

Термообработать при температуре 680°С±20°С 3 часа + 10 мин, после прогрева на контрольной термопаре охладить на плите на воздухе до температуры окружающей среды 10...35°С

В дальнейшем детали проходят закалку, обработку холодом, отпуск в соответствии требованиям чертежа.

Токарная операция № 410.

Подрезка лишнего материала на токарно-карусельном станке. С использованием спроектированного режущего инструмента.

Фрезеровка операция № 605

Данный технологический процесс проходит на вертикально-фрезерном ЧПУ станке Mikron MPM 1350U. Устанавливаем и закрепляем коллектор на стол вертикально-фрезерного станка, центрируем относительно шпинделя и закрепляем. Выполнение паза под перегородку, разрезаем кольцо на 2-е части , выдерживая угловой размер 156±2°.



3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛИ

Данную деталь можно получить следующими способами:

- штамповка давлением взрыва;

- холодная штамповка;

Штамповка давлением взрыва

Штамповка взрывом базируется на изменении формы листовой заготовки давлением ударной волны, образующейся при взрыве бризантных взрывчатых веществ (ВВ).

Время детонации ВВ составляет 20--30 мкс, а время деформации детали исчисляется миллисекундами, т. е. примерно в сто раз больше. Таким образом, давление взрыва действует на заготовку лишь в начальный момент, после чего металл заготовки движется до соприкосновения с матрицей под действием сообщенной ему кинетической энергии. По мере распространения ударной волны ее скорость и создаваемое давление довольно быстро затухают. Поэтому взрывной штамповкой нельзя сразу получить глубокую вытяжку, а приходится применять двукратную взрывную штамповку. Зарекомендовал себя способ реверсивной двухоперационной штамповки: в первой операции штампуется днище с выпуклой вверх средней частью, а во второй операции после удаления выпуклого вкладыша получается окончательная форма днища выпуклостью вниз.

Взрывная штамповка получила преимущественное применение для обработки наиболее крупных деталей (от 1,5 до 8 мм) при толщине материала свыше 2 мм. Достоинством ее является высокая экономическая эффективность в результате резкого снижения капитальных затрат и сокращения сроков и стоимости подготовки производства. Другим преимуществом является возможность штамповки деталей из высокопрочных сплавов.

В зависимости от размеров и формы штампуемых деталей взрывная штамповка осуществляется различными способами: при больших габаритах деталей -- штамповкой в бассейнах с водой или бронекамерах; при штамповке небольших деталей -- штамповкой в наземных установках.

На рисунке 8 изображена конструкция бассейна Кировского завода по обработке цветных металлов. Заглубленный фундамент отделен от стенок бассейна и обладает повышенной прочностью.

На рисунке 9 изображена схема установки бассейнового типа, выполненная в виде сварного металлического бака, устанавливаемого в бетонном колодце.

Для защиты металлического бака от действия ударной волны в данном случае применена так называемая воздушно-пузырьковая защита в виде сплошной завесы из пузырьков воздуха, идущих через отверстия кольцевой трубы, установленной на дне бака и соединенной с компрессором.

Полость матрицы снабжена большим количеством отверстий, соединяющих ее с нижней полостью, присоединяемой к вакуумному насосу. Отверстия служат для удаления воздуха из рабочей полости матрицы.

На рисунке 10(а) изображена схема съемной наземной установки для взрывной штамповки небольших деталей, предназначенная для установки в закрытом помещении.

В случае опытного производства применяют резервуары разовой службы, представляющие собой картонный бак или полиэтиленовый мешок, наполняемые водой (рисунке 10, б).

Дальнейшее развитие листовой штамповки взрывом внесло существенные изменения в технологические процессы штамповки взрывом и конструкцию применяемых установок. Взрывная штамповка в бассейнах стала вытесняться другими установками (бронеямами и бронекамерами), Основной причиной такой замены является высокая стоимость бассейна (от 40 до 60 тыс. руб.) и необходимость применения мощных транспортных средств.

Другим недостатком штамповки в бассейнах -- это повреждение мощными сейсмическими волнами близкорасположенных зданий и сооружений.

1 -- стальная обшивка; 2 -- бетонный бассейн; 3 - гидроизоляция; 4 заглубленный фундамент; 5-- штамп; 6 -- заряд ВВ

Рисунок 8 -- Схема бассейна Кировского завода по обработке цветных металлов (импортозамещение)



1 -- штамп; 2 -- бак; 3 -- заряд ВВ; 4 -- заготовка; 5 -- воздушная труба

Рисунок 9 -- Установка для взрывной штамповки с воздушно-пузырьковой защитой:

В результате возникла тенденция перехода на безбассейновую штамповку. Вначале были применены так называемые бронеямы, углубленные в землю на 3 - 5 м. Наиболее совершенными установками являются подвижные бронекамеры, расположенные на поверхности земли. Стенки бронекамеры предохраняются от разрушения водяной защитой. Для уменьшения объема воды, наливаемой в штамп над заготовкой, используется плоский заряд ВВ. Размеры бронекамеры примерно равны 3 X 4 м, высотой около 3 м.



1 -- штамп; 2 -- заготовка; 3 -- бак; 4 -- заряд ВВ

Рисунок 10 -- Съемные установки для штамповки взрывом небольших деталей

Рисунок 11 -- Подвижная бронекамера

На рисунке 11 изображена подвижная бронекамера. Корпус камеры 2 передвигается на колесах 1 по направляющим.

Крышка камеры 3 подвижная и может перемещаться вверх по направляющим. В центре бронекамеры установлена матрица 4 с прижимным устройством 5.

Для предохранения стенок бронекамеры от разрушения при взрыве большие зарядов ВВ (свыше 1 кг) применяется водяная завеса. Вокруг матрицы уложены два трубопровода -- коллектора 6 и 7 с большим количеством форсунок для распыления воды.

Гашение воздушной ударной волны осуществляется сплошной завесой из водяных струй. При штамповке крупногабаритных изделий вместо заливки воды над заготовкой целесообразно накладывать на нее полиэтиленовые мешки, наполненные водой и снабженные зарядами ВВ. В последнее время для взрывной штамповки созданы установки с замкнутой взрывной камерой.

Взрывная штамповка требует выполнения специальных расчетов: требуемой работы деформирования, энергоносителя и расчета оснастки.

Штампы для взрывной штамповки представляют собой матрицу, имеющую рабочую полость соответствующей формы, с отверстиями для удаления воздуха. Для деталей небольших и средних размеров обычно применяют металлические литые или сварные матрицы. Для крупногабаритных деталей металлические матрицы тяжелы и дороги. В этом случае их зачастую выполняют из дерева или железобетона с облицовкой стеклопластиком (на эпоксидной основе). Стоимость железобетонных матриц для штамповки днищ диаметром 1200 и 1500 мм в два раза меньше стоимости металлических матриц.

В качестве взрывчатого вещества обычно используют тротил (тринитротолуол, тол), являющийся бризантным взрывчатым веществом нормальной мощности. Он может применяться в литом, прессованном и насыпном виде. Скорость детонации тротила -- 7000 м/с. Давление подводного взрыва около 133 000 кгс/см2. Скорость формообразования до 100 м/с, что позволяет штамповать высокопрочные малодеформируемые сплавы с большей степенью упрочнения и минимальным пружинением.

Рис. 12 Схема установки для штамповки (вытяжки)

На рис. 12 приведена схема установки для штамповки взрывом в воде. Матрица 4 установлена на дне бассейна 5 вместе с прижимом 3 и заготовкой 7. Через канал 6 из полости матрицы выкачивают воздух для создания вакуума, чтобы уменьшить сопротивление вытесняемого из полости матрицы воздуха в процессе деформирования заготовки. В результате взрыва взрывчатого вещества в воде образуется движущаяся волна, которая, достигнув заготовки, деформирует ее по контуру матрицы.

На схеме показан штамп для вытяжки деталей, подобных днищу бака.

Передающая среда.

Энергия взрыва характеризуется большой концентрацией. Для передачи этой энергии на большую площадь заготовки и для равномерного ее деформирования взрыв заряда производят не в воздухе, а в воде.

В качестве передающей среды вода смягчает удар и обеспечивает нагружение заготовки по всему очагу деформаций.

От свойств передающей среды значительно зависит механизм деформирования. Вода рассредоточивает давление от взрыва лучше воздуха, а сыпучая среда (песок) обеспечивает наиболее равномерную деформацию.

Дистанция взрыва.

Под дистанцией взрыва понимают расстояние заряда от подлежащей деформированию заготовки. От этого параметра в значительной степени зависит профиль ударной волны при подходе к заготовке, а следовательно, и механизм деформирования при формовании детали.

Для наиболее рационального использования энергии взрыва выгоднее располагать заряд ближе к заготовке; в этом- случае на деформирование заготовки расходуется большая часть энергии. Однако следует отметить, что заряд, расположенный близко от заготовки, вызывает при взрыве локализацию деформации, большое утонение и разрушение заготовки. Особенно заметно это влияние при взрыве заряда сферической формы. Если заряд 1 (см. рис.12) сферической формы расположить близко к заготовке 7, то ударная волна, имеющая при подходе к заготовке значительную кривизну, произведет большую местную деформацию в центральной зоне и выштамповка будет иметь не сферическую, а коническую форму. Если заряд поднять очень высоко над заготовкой, то ударная волна подойдет к заготовке ослабленной и ее энергии не хватит для совершения полезной работы деформирования. Только при правильной дистанции взрыва (для заряда заданной массы) можно обеспечить полное деформирование заготовки и правильную форму детали. Сферический заряд следует располагать от заготовки на расстоянии R, равном 0,8... 2,0 ее диаметра. Плоский или кольцевой заряд можно располагать ближе к заготовке. В таких операциях, как чеканка, калибровка и правка плит, резка фасонного материала заряд в виде пластин помещают непосредственно в заготовку. Скорость деформирования от плоского, наложенного на заготовку заряда достигает 70... 120 м/с, в то время как при дистанционном взрыве сферического заряда скорость деформирования достигает лишь 40 ... 65 м/с.

Форма заряда.

Форма заряда определяет форму волны, воздействующей на заготовку (это утверждение наиболее справедливо для заготовки, расположенной близко от заряда). Сферический заряд создает волну сферической формы, цилиндрический (в виде стержня или шнура) -- цилиндрической формы, плоский -- плоскую волну. Применение заряда той или иной формы зависит от конструкции штампуемых деталей. Например, для штамповки деталей с небольшой высотой из плоской заготовки наиболее вы годной формой заряда является плоская пластина или шнур, свернутый в спираль; для раздачи трубчатых заготовок применяется заряд в виде стержня. В некоторых случаях эффективен зарят конической или кольцевой формы. Применяются также заряды 1 виде пластины и стержней непостоянной толщины, причем утолщенную часть заряда располагают над наиболее сильно деформированной зоной заготовки, где необходимо большее давление.

Масса заряда.

Успешная штамповка деталей взрывом зависит от того, насколько правильно определена масса заряда при заданной его форме и дистанции взрыва. Массу заряда можно определить расчетным путем исходя из энергетических условий при равенстве выделенной и потребляемой энергии. Количество взрывчатого вещества в заряде должно быть таким, чтобы энергия взрыва заряда FВзр (с учетом потерь) была достаточной для создания энергии, совершающей пластическое деформирование заготовки.

Причина выбора формообразования детали штамповкой методом взрыва:

1. Компетентность команды:

- освоена штамповка взрывом жаропрочных сплавов;

- применяются самые современные технологичные процессы;

- существующий технологический процесс стабилен и экономичен;

- освоено внедрение крупногабаритных штамповок жаропрочных сплавов, полученных взрывным методом;

- оптимально подобранные технологические параметры обеспечивают высокую эффективность процесса, стабильность и качество деталей;

- в производственной операции используется только одна часть штампа (матрица), которая может быть изготовлена из недорогого легкообрабатываемого материала.

2. Преимущества размещения штамповки взрывом перед другими предприятиями:

- простота, надёжность и низкая стоимость взрывных установок;

- трудоемкость и стоимость изготовления оснастки снижена в 1,5…2 раза;

- высокое качество деталей и высокая стабильность размеров;

- высокая степень деформации и равномерное утонение материала в сечении детали;

- формообразование высокопрочных труднодеформируемых сплавов без применения дорогостоящего оборудования и сложной оснастки;

- сокращение цикла внедрения детали в производство в 3 раза;

- КИМ материала деталей составляет 0,65…0,85. Энергоноситель - бризантные взрывчатые вещества;

- материалы деталей - алюминиевые, титановые, жаропрочные сплавы и простые стали;

- выполняемые технологические операции - вытяжка, раздача, отбортовка, обжим, чеканка, калибровка;

- схема нагружения - вертикальная и горизонтальная (внутренняя и наружняя);

Обработка металла давлением позволяет получить:

- детали сложной конфигурации, которые невозможно воспроизвести альтернативными методами;

- твердые и прочные каркасы и корпуса машин и механизмов, при минимальном расходе материала;

- взаимозаменяемые между собой детали, не требующие дальнейшей обработки;

Оборудование для холодной листовой штамповки обладает высокими производительностью и точностью изготовления, что позволяет сократить издержки производства за счет эффективного использования материала. Производственный процесс подразумевает автоматизацию, что позволяет наладить массовое производство с низкой себестоимостью.

Процесс изготовления штампованных изделий начинается с анализа технологического процесса с целью автоматизации и оптимизации. Параллельно разрабатываются готовые штампы и изготавливаются штучные тестовые изделия. Если процесс штамповки идеально налажен, а готовое изделие не вызывает нареканий, то начинается серийное производство.



Заключение

В работе были рассмотрены технологические требования чертежа детали "коллектор" камеры сгорания ЖРД. Описаны и проанализированы технические требования, предъявляемые к детали, а также приведена технология изготовления детали.

За время производственной практики: 1. Приобретены знания и навыки по написанию и осмыслению технических требований и технологии изготовления детали ракеты; 2. Усвоены особенности конструкторской и технологической документации на предприятии, занимающимся изготовлением деталей для авиационно-космической области.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Захаров, В.А. Технология производства двигателей летательных аппаратов и энергетических установок [Текст]/В.А. Захаров, В.А. Шманев, А.П. Шулепов. - Самара: СГАУ, 1996.-76 с.

2. Иващенко, И.А. Расчеты размерно-точностных параметров механической обработки заготовок [Текст]/И.А. Иващенко, И.М. Трухман. - Самара: СГАУ, 1993.-99 с.

3. Вишняков, А.В. Технико-экономическое обоснование выбора способа получения заготовки [Текст]/А.В. Вишняков - Куйбышев: КуАИ, 1981.-68 с.

4. Демин, Ф.И. Проектирование технологического маршрута изготовления детали [Текст]/Ф.И. Демин, К.П. Крашенинников, В.Г. Филимошин, И.Л. Шитарев. - Самара: СГАУ, 1994. - 44 с.

5. Иващенко, И.А. Оптимизация технологических процессов механической обработки деталей двигателей летательных аппаратов [Текст]/И.А. Иващенко, В.А. Мартынов, И.Н. Косенко. - Куйбышев: КуАИ, 1991.- 92 с.

6. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Мелкосерийное производство. Часть I. Токарные, карусельные, сверлильные, фрезерные, строгальные и долбежные станки [Текст]. - М.: Машиностроение, 1967.

7. Захаров, В.А. Содержание и объём дипломных проектов по разработке унифицированных технологических процессов на базе станков с ЧПУ [Текст]/В.А. Захаров, И.И. Иващенко, В.В. Николаев. Самара: СГАУ, 1995. 26 с.

8. Захаров, В.А. Технология производства двигателей летательных аппаратов и энергетических установок [Текст]: учебное пособие по курсовому проекту/В.А. Захаров, В.А. Шманёв, А.П. Шулепов. Самара: СГАУ, 1995. 76 с.

9. Крашенинников, К.П. Технологический анализ рабочего чертежа детали [Текст]: методическое пособие/К.П. Крашенинников, В.П. Курбатов. Куйбышев: КуАИ, 1986.-30 с.

10. Евстигнеев, М.И. Изготовление основных деталей авиадвигателей [Текст]/М. И. Евстигнеев. М.: Машиностроение, 1972 448 с.

11. Гжиров, Р.И. Программирование обработки на станках с ЧПУ [Текст]: справочник/Р.И. Гжиров, П.П Серебреницкий. - Л.: Машиностроение, 1990. - 588 с.

12. Капустин, Н.М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учебник для втузов [Текст]/ Н.М. Капустин, П.М. Кузнецов, А.Г.Схиртладзе. - М.: Высш. шк., 2004. - 415 с.: ил.

13. Казандаев, В.В. Моделирование технологической подготовки производства[Текст]: метод. указания/В. В. Казандаев. - Самара: СГАУ, 2006. - 160 с.

14. Косычев, Ю.В. Руководство по программированию механической обработки заготовок на станке с ЧПУ модели 16Б16Т1С1 [Текст]: метод. указания/ Ю.В. Косычев. - Куйбышев, 1989. - 40 с.

15. Оглезнев, Н.А. Проектирование механических участков, механических цехов [Текст]/Н.А. Оглезнев, В.Ф. Ключников. - Самара: САИ, 1992. - 56 с.

16. Несоленов, Г.Ф. Выполнение раздела «Охрана окружающей среды» в дипломных проектах [Текст]/Г.Ф. Несоленов, В.Е. Логинов, В.А. Мамонтов - Куйбышев: КуАИ, 1988. - 17 с.

17. Сенина, О.А. Дипломное проектирование раздела «Охрана труда» [Текст]/О.А. Сенина. - Куйбышев: КуАИ, 1988. - 21 с.

18. Кукин, П.П. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда) [Текст]: учебное пособие для вузов/П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев. - М.:Высш. шк., 2004. - 319 с.: ил.

19. Справочник нормировщика [Текст]/под ред. А. В. Ахумова. - Л: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986. - 458 с.

Размещено на Allbest.ur