Применение цифровых технологий при изготовлении выжигаемых моделей деталей ответственного назначения без использования оснастки Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Представляется возможным сформировать последовательность элементов, позволяющих выделять и учитывать конструктивно-технологические особенности создаваемой ракетно-космической техники: решения - классификация - спецификация - единое информационное пространство.

Конструктивно-технологические решения дают ответы при решении комплекса технологических задач создания ракетно-космической техники, позволяя выработать директивы на технологические процессы изготовления деталей, узлов и агрегатов. Выделяют следующие основные области принятия эффективных конструктивно-технологических решений при проектировании ракетно-космической техники [2]:

- неизменность целевой отдачи;

- увеличение массы полезной нагрузки;

- увеличение дальности полета.

Конструктивно-технологическая классификация

строится по признаку схожести конструкции и технологических маршрутов, что позволяет сгруппировать детали, узлы и агрегаты в комплекты. Для ракетно-космической промышленности возможно использовать следующие основные признаки [3]:

- вид заготовки;

- габариты деталей, узлов и агрегатов;

- технологические маршруты обработки, сборки и испытаний;

- конструктивный тип деталей, узлов и агрегатов.

Первые два признака определяют характер обработки, выбор типа оборудования, его размер и мощность в зависимости от технологического маршрута. Конструктивно-технологические признаки классификация наряду с планово-экономическими составляют базу создаваемой производственно-технологической структуры предприятия в ходе формирования и реализации инвестиционного проекта.

Конструктивно-технологическая спецификация является наглядным представлением на основе принятых решений признаков классификации ракетно-космической техники в едином информационном пространстве предприятия. В данной спецификации перечислены все детали, узлы и агрегаты создаваемого изделия, их применимость, вид материала (заготов-

ка, полуфабрикаты и комплектующие), технологический маршрут изготовления и т. д.

Единое конструктивно-технологическое информационное пространство позволяет осуществлять на основе принципов информационной поддержки изделия сопровождение создаваемой ракетно-космической техники на всех этапах жизненного цикла, что становится все более актуальным для предприятий и отрасли в целом.

Библиографические ссылки

1. О порядке реализации федеральной адресной инвестиционной программы при проведении мероприятий по строительству (реконструкции, техническому перевооружению) предприятий, государственным заказчиком которых является Федеральное космическое агентство : Приказ Роскосмоса от 17.07.2012 г. № 151 // Справочно-правовая система Консультант-Плюс. URL: http://www.consultant.ru (дата обращения: 01.09.2014).

2. Беляков И. Т., Борисов Ю. Д. Технологические проблемы проектирования летательных аппаратов. М. : Машиностроение, 1978. 240 с.

3. Кузин Б. И. Экономико-математические модели в организации и планировании промышленного предприятия. Л. : ЛГУ, 1982. 336 с.

References

1. Spravochno-pravovaya sistema KonsultantPlus. Prikaz Roscosmosa ot 17.07.2012 № 151 «O poryadke realizacii federalnoi adresnoi investicionnoi programmy pri provedenii meropriyatii po stroitelstvu (rekonstrukcii, tehnicheskomu perevoorugeniu) predpriyatii, gosudarstvennym zakazchicom kotorih yavlyaetsya Federalnoe kosmicheskoe agenstvo» Available at: http://www.consultant.ru (accessed: 1 September 2014).

2. Belyakov I. T., Borisov U. D. Technologicheskie problemy proektirovaniya letatelnyh apparatov. Moscow, Mashinostroenie, 1978. 240 p.

3. Kuzin B. I. Ekonomiko-matematicheskie modeli v organizacii i planirovanii promishlennogo predpriyatiya. Leningrad, LGU, 1982. 336 p.

© Рябченко А. В., 2014

УДК 621

ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВЫЖИГАЕМЫХ МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСНАСТКИ

В. В. Сабенин, В. Ш. Резяпов, М. А. Галичина

ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

E-mail: [email protected]

Представлено решение по реализации прямого изготовления на ОАО «Красмаш» выжигаемых моделей деталей ответственного назначения без применения оснастки на базе цифровых технологий.

Ключевые слова: цифровые технологии, выжигаемые модели, литьё.

Решетневскуе чтения. 2014

APPLICATION OF DIGITAL TECHNOLOGIES IN PRODUCTION OF ESSENTIAL COMPONENTS WITHOUT USING TOOLING

V. V. Sabenin, V. Sh. Rezyapov, M. A. Galichina

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected].

A solution to the organization of direct production at OAO "Krasmash" of essential components without using tooling on the basis of digital technologies is presented.

Keywords: digital technologies, consumable patterns, casting.

При создании новой промышленной продукции особое значение имеет скорость прохождения этапов создания макетов, изготовления опытных образцов изделия, которые в свою очередь зависят от технологической возможности производства. В частности это касается изготовления литых заготовок ДСЕ ответственного назначения.

При создании новой продукции на этапе освоения и в целях оптимизации технологии изготовления изделия возникает необходимость частых изменений конструкций ДСЕ либо технологической заготовки и, как следствие, постоянной корректировки технологической оснастки для изготовления опытных образцов.

Вследствие неопределённости результата, когда конструкция детали, заготовки ещё не опробована и не утверждена, для изготовления опытного изделия нецелесообразно использовать технологическую металлическую оснастку под серийное производство, так как она является разовой и в дальнейшем производстве изделия не используется в связи с существенными изменениями в конструкции ДСЕ.

Поэтому каждое приближение конструкции к оптимальному варианту зачастую требует новой технологической оснастки, поскольку изменение старой является либо чрезмерно трудоёмким, либо невозможным.

Переход на сквозное проектирование изделия, используя современные методы объёмного построения в САО-системах, включающее в себя разработку объёмной электронной модели конструкторской детали, модели технологической литейной заготовки, с последующим применением аддитивных технологий «прототипирования», т. е. послойного синтеза модели на 3Б-принтере, позволяет сократить срок получения опытной партии деталей на этапе освоения и внедрения нового изделия в 2-4 раза (на примере ОАО «Красмаш» - с 12 до 3 месяцев) [1].

Следует отметить, что данная технология реализуема только для единичного, мелкосерийного производства и стадий научно-исследовательских опытно-конструкторских работ (НИОКР).

С целью решения проблемы получения опытного образца изделия в кратчайшие сроки, включающего в себя литые детали без использования металлической оснастки, был реализован замкнутый цикл производства литых ДСЕ, включающий в себя:

- перевод «плоской» конструкторской документации в её электронную объёмную версию в САЭ-системе Windchill;

- создание электронной модели литой заготовки путём наследования геометрии конструкторской модели;

- создание электронной базы данных литниково-питающих систем;

- моделирование процесса заливки и кристаллизации сплава в оболочковой форме в CAE-системе LVMFlow;

- выбор оптимальной схемы заливки, основываясь на проведённом моделировании;

- «выращивание» опытной партии моделей (5-9 шт.) на установке высокоскоростной трёхмерной печати фирмы Voxeljet Gmbh с последующей их инфильтрацией в воске, при сотрудничестве с ОАО «НАМИ» [2];

- сборку модельных блоков в соответствии с выбранной схемой заливки;

- нанесение огнеупорного покрытия на блоки;

- выжигание/ удаление моделей;

- плавку, заливку сплава и получение литых заготовок.

После прохождения контрольных операций выявлены литейные дефекты, возникшие в сопряжении тонкостенных элементов, стенок патрубков (литейные дефекты являются допустимыми по суммарной площади вырубки с последующей заваркой), которые сконцентрировались в одном месте, что соответствует результатам электронной версии литой заготовки, смоделированной в CAE-системе LVMFlow.

В настоящее время, когда предприятиям необходимо в кратчайшие сроки освоить и перейти на стадию серийного изготовления изделия, технология «выращивания» выжигаемых моделей открывает широкие возможности для эффективной автоматизации производства, а также выводит на новый уровень цифровых технологий.

Библиографические ссылки

1. Резяпов В. Ш., Жуковский В. Б., Кляцкин А. С. Направленная кристаллизация расплава и последующая высокотемпературная газостатическая обработка как инструмент уменьшения литейных дефектов // Решетнёвские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. 2013. Ч. 1. С. 437-439.

2. Зленко М. А., Забеднов П. В. Аддитивные технологии в опытном литейном производстве. Технологии литья металлов и пластмасс с использованием синтез-моделей и синтез форм // Металлургия машиностроения. 2013. № 5. С. 2б.

References

1. Rezyapov V. Sh., Gukovskii V. B., Klyackin A. S. Napravlennaya kristalizaciya rasplava I posledyushaya visokotemperatyrnaya gazostaticheskaya obrabotka, kak instryment ymen'sheniya liteinih defectov // Reshetnevskie chteniya : materiali XVII Megdynarodnoi nauchnoi konferencii. 2013. Chast' 1, s. 437-439.

2. Zlenko M. A., Zabednov P. V. Additivnie tehnologii v opitnom liteinom proizvodstve. Tehnologii lit'ya metallov I plastmass s ispol'zovaniem sintez-modelei I sintez form // Metallurgiya mashinostroeniya. 2013. № 5, s. 26.

© Сабенин В. В., Резяпов В. Ш., Галичина М. А., 2014

УДК 621.762

ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ТЕХНОЛОГИИ ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Е. В. Сергеева, О. Г. Коренев, С. С. Ивасев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected]

Приводятся сведения о применении ультразвуковых колебаний в технологии изготовления изделий порошковой металлургии. Отмечается, что воздействие ультразвуковых колебаний открывает новые возможности для разработки качественных и экономичных конструкций, в том числе деталей летательных аппаратов.

Ключевые слова: ультразвуковые колебания, порошковые изделия.

APPLICATIONS OF ULTRASONIC FLUCTUATIONS IN TECHNOLOGY OF POWDER PRODUCTS

E. V. Sergeyeva, O. G. Korenev, S. S. Ivasev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation Е-mail: [email protected]

The data on application of ultrasonic fluctuations are provided in manufacturing techniques of products of powder metallurgy. It is noted that impact of ultrasonic fluctuations opens new opportunities for development of qualitative and economic designs, including details of aircraft.

Keywords: ultrasonic fluctuations, powder products.

Особенностью порошковой металлургии как промышленного метода изготовления различного рода изделий является применение исходного сырья в виде порошков. Порошки прессуются (формуются) в изделия заданных размеров и подвергаются термической обработке (спеканию) при температурах ниже температуры плавления основного компонента шихты. Существующая сегодня порошковая технология - это широкая область получения дисперсных тел, применяемых в разнообразных отраслях. Вследствие некоторого внешнего сходства технологии порошковой металлургии с технологией керамического производства. изделия, изготавливаемые методами порошковой металлургии, широко известны также под названием металлокерамических. Металлические порошки открывают новые возможности для разработки более современных и экономичных конструкций.

Сегодня потребителями изделий из спеченных материалов являются многие отрасли промышленности. Такие изделия широко применяются в конструкциях механических передач и деталей двигателей, в том

числе летательных аппаратов. Если первые детали механизмов, полученные порошковой металлургией, например, втулки и подшипники, появившиеся в 60-х годах прошлого столетия, имели простую форму, то выпускаемые в настоящее время изделия могут иметь чрезвычайно сложную конфигурацию и отвечать высоким требованиям, которые предъявляются к ним по прочности, износостойкости и надежности.

Целью работы являлось повышение качества деталей, получаемых методами порошковой металлургии. Для изготовления детали типа «муфта» был выбран диффузионно-легированный порошок Distaloy 8А производства Hбganas [1]. Этот порошок производят на основе губчатого железного порошка марки 8С 100.26, в который методом легирования введены 1,75 %№, 1,5 % Си и 0,5 % Мо. Комбинация свойств компонентов состава обеспечивает максимум плотности и прочности. Distaloy 8А рекомендуется для достижения значений плотности после однократного прессования до 6,9 г/см3. При добавлении графита может достигаться прочность на растяжение после спекания