6600
Наукоемкие технологии производства. Характеристика наукоемких технологий
Контрольная
Астрономия и авиация
Наукоемкие технологии производства Характеристика наукоемких технологий Наукоемкое производство опирается на наукоемкие технологические процессы на всех стадиях производства. Процесс создания наукоемких технологий (НТ) является комплексным, охватыва...
Русский
2013-01-06
209.06 KB
25 чел.
Наукоемкие технологии производства Характеристика наукоемких технологий
Наукоемкое производство опирается на наукоемкие технологические процессы на всех стадиях производства. Процесс создания наукоемких технологий (НТ) является комплексным, охватывает все этапы его разработки включает: 1) отработку физического процесса, закладываемого в основу создаваемого наукоемкого технологического процесса; 2) проектирование технологического процесса, предусматривающее структурную и параметрическую; оптимизацию; 3) разработку технологического оборудования, оснастки и инструмента, имеющих высокую степень надежности, механизации и автоматизации; 4) изготовление технологического оборудования, оснастки и инструмента; 5) отладку технологического процесса и испытания с целью установления стабильности и точности параметров (рис.1.9).
На каждом этапе создания наукоемкого технологического процесса используются CAE/CAD/CAM системы, применяются методы математического и имитационного моделирования на ЭВМ, осуществляется оптимизация технических и технологических решений.
Приведенному алгоритму создания наукоемких технологий полностью удовлетворяют отработанные и внедренные в серийное производство технологические процессы изготовления основных деталей ГТД.
Технологии изготовления лопаток ГТД
Наиболее ответственными деталями ГТД, работающими в условиях знакопеременных нагрузок, высоких температур и вибрации, являются компрессорные и турбинные лопатки, трудоемкость изготовления которых составляет более 30% от общей трудоемкости изготовления двигателя.
Обобщенный технологический процесс их изготовления можно условно представить в виде совокупности этапов: 1) получение заготовки; 2) термообработка; 3) механическая обработка поверхности хвостовика и полок; 4) механическая обработка профиля пера; 5) термообработка и покрытие; 6) финишная обработка (рис .1.10).
При реализации каждого этапа технологического процесса преследовалась цель обеспечения высокого качества и стабильности ТП за счет применения прогрессивных методов, оборудования, технологической оснастки и инструмента [6.8].
На 1-м этапе технологического процесса изготовления компрессорных лопаток применена изотермическая штамповка с припуском по перу 0,8 мм, а также штамповка с припуском 0,3-0,6 мм с термохимической обработкой и применением ЗСП. Это позволило повысить КИМ с 0,12 до 0,42 и уменьшить объем фрезерных работ на 30%
На 2-м этапе с целью сокращения технологического цикла и снижения затрат электроэнергии осуществлено совмещение горячей деформации с процессом термообработки.
На 3-м этапе при протачивании хвостовика применено ориентирование профиля пера лопатки в оптимальном положении в специальных установках и закрепление лопаток в специальных кассетах. Это позволило обеспечить обработку лопаток с минимальным припуском по профилю.
На 4-м этапе (механическая обработка профиля пера) используется ленточное шлифование на специальных станках с использованием широкой и узкой лент. Это дало сокращение ручного труда при подгонке профиля пера на 75%.
На 5-м этапе (термообработка и покрытие) с целью обеспечения равномерности структуры поверхностного слоя применен отжиг лопаток.
На 6-м этапе (финишная обработка) внедрено гидродробеструйное упрочнение, что позволило повысить усталостную прочность на 25%.
На 1-м этапе изготовления турбинных лопаток применено литье по выплавляемым моделям с направленной кристаллизацией и моноструктурой, а также точная объемная штамповка с использованием ЗСП под термообработку. Это позволило получать лопатки без припуска по ГВТ и обеспечило получение заготовок с минимальным припуском.
На 2-м этапе с целью обеспечения прочностных характеристик и уменьшения коробления выбрана высокотемпературная вакуумная обработка, а также фиксированная термообработка с применением керамической массы.
На 3-м этапе с целью повышения точности и стабильности технологического процесса применено глубинное шлифование елочного хвостовика и других фасонных поверхностей.
На 4-м этапе с целью исключения ручного труда при подгонке профиля пера лопатки производится механизированное полирование и заправка кромок.
На 5-м этапе применено четырехкомпонентное покрытие профиля пера лопаток и алитирование, что позволило повысить жаростойкость и увеличить ресурс в 2 раза.
На 6-м этапе осуществлено упрочнение микрошариками, что повысило усталостную прочность на 20%.
Перечисленные мероприятия на всех этапах обобщенного процесса позволили повысить качество и стабильность ТП и сократить трудоемкость обработки лопаток в общей трудоемкости изготовления двигателя с 35 до 28%.
Технологии изготовления дисков
Как показывает отечественная и зарубежная практика, диски компрессора, и особенно турбин, являются теми деталями, которые во многом определяют надежность и ресурс ГТД. В связи с этим осуществляется тщательная обработка технологических процессов их изготовления.
Отработка физического процесса
Проектирование технологических процессов
II
Разработка технологического оборудования, оснастки, инструмента
III
Отладка технологического процесса и испытаний
V
Изготовление технологического оборудования, оснастки, инструмента
1
IV
Рис. 1.9. Основные этапы создания наукоемкого технологического процесса
Рис.1.10. Технологические процессы изготовления лопаток ГТД
Гидродробеструнное упрочнение на эжекторных установках и шлифование
Повышение усталостной прочности на 25 %
Обработка микрошариками
Повышение усталостной
прочности на 20 %
5
ФИНИШНАЯ
ОБРАБОТКА
Ориентирование профиля пера в оптимальном положении в спец. установках. Закрепление лопаток в спец. кассетах и протягивание хвостовика
Обеспечение обработки лопаток с минимальным припуском по профилю
Ленточное шлифование на спец станках широкой и узкой лентой
Сокращение ручного труда при подготовке профиля пера на 75 %
Глубинное шлифование елочного хвостовика и других фасонных поверхностей
Повышение точности (до 0,01 мм) и стабильности технологического процесса
Механизированное полирование профиля пера и заправка кромок
Исключение ручного труда при подгонке профиля
3
МЕХАНИЧЕСКАЯ
ОБРАБОТКА
ХВОСТОВИКА
И
ПОЛОК
4
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПРОФИЛЯ
ПЕРА
Совмещенная горячей деформации с термообработкой
2
ТЕРМО
ОБРАБОТКА
ТП
изготовления
компрессорных лопаток
1. Изотермическая штамповка с припуском по перу 0,8 мм.
2. Штамповка с припуском под шлифовку 0,3-0,6 мм с ТМО и применением ЗСП
ТП
изготовления
турбинных лопаток
1
ПОЛУЧЕНИЕ
ЗАГОТОВКИ
На большинстве операций ТП применяется уникальное оборудование и используются высококвалифицированные кадры рабочих и ИТР [6.8].
Заготовки дисков как компрессоров, так и турбин поступают на предприятие по кооперации со специализированного завода, где они подвергаются предварительной механической обработке, термообработке, старению и ультразвуковому контролю.
После всестороннего входного контроля механическая обработка дисков осуществляется на высокоточных станках с числовым программным управлением (рис. 1.11).
Особое внимание в ТП уделено вопросам термообработки, которая проводится в вакуумных печах с целью снятия внутренних напряжений, возникающих на этапе механической обработки.
После каждого этапа ТП осуществляется ультразвуковой контроль полотна и обода диска, а также капиллярный контроль всех поверхностей.
На этапе финишной обработки диски компрессоров и турбин подвергаются упрочнению микрошариками. Это позволяет повысить усталостную прочность на 15-18%.
Технологии изготовления валов
Изготовление заготовок валов компрессора и турбины, как и заготовок дисков, осуществляется на специализированном предприятии и поступает на предприятие по кооперации.
Поступающие заготовки валов уже подвергнуты предварительной механической обработке и термообработке с целью выравнивания внутренних остаточных напряжений. Основные этапы технологических процессов изготовления валов компрессора и турбины представлены на рис. 1.12.
Рассмотренные наукоемкие технологии изготовления лопаток; дисков, валов компрессора и турбины ГТД, созданные на основе использования приведенных подходов, должны удовлетворять следующим требованиям:
Рис.1.11. Технологии изготовления дисков
Обработка всех поверхностей микрошариками
Повышение условий прочности
Обработка елочных пазов и полотна микрошариками
Повышение усталостной
прочности
5
ФИНИШНАЯ
ОБРАБОТКА
Термообработка
в вакуумных печах
Снятие напряжений от механической обработки
УЗК, ВТК полотна и обода диска, капиллярный контроль
Обеспечение надежности
Термообработка в вакууме для снятия напряжения при t=750°С
Снятие напряжения от механической обработки
Термообработка в вакууме для снятия напряжения при t=750°С
Снятие напряжения от механической обработки
3
ТЕРМООБРАБОТКА
4
СПЕЦ. ВИДЫ
КОНТРОЛЯ
Двухсторонняя токарная обработка на станках с ЧПУ
Обеспечение изготовления дисков толщиной до 2 мм
Комплексная обработка на станках с ЧПУ
Обеспечение стабильности технологических процессов
2
МЕХАНИЧЕСКАЯ
ОБРАБОТКА
ТП
изготовления
диска компрессора
Поставка заготовок, предварительно обточенных, термообработанных и проверенных УЗК
Эффективное использование металла повышенной надежности
Поставка заготовок термообработанных, закаленных, прошедших старение и контрольУЗК
Эффективное использование материалов повышенной надежности
ТП
изготовления
диска турбины
1
ПОЛУЧЕНИЕ
ЗАГОТОВКИ
Комплексная обработка наружной и внутренней поверхности на станках с ЧПУ
Обеспечение стабильности технологий, 100% обеспечение геометрических параметров
Контроль наружной и внутренней поверхностей вала
Проверка на отсутствие дефектов типа волосовин, трещин и др. обесп. надежности
Токарная обработка наружной и внутренней поверхности на станках с ЧПУ
Обеспечение высокой точности и разностенности вала в пределах 0,1 мм
Контроль наружной и внутренней поверхностей вала
Выявление дефектов типа волосовин, трещин и др. обеспечение надежности
3
МЕХАНИ
ЧЕСКАЯ
ОБРАБОТКА
4
МАГНИТНЫЙ
КОНТРОЛЬ
Закалка при t = 1050С
Отпуск при t = 520С
Обеспечение механических свойств
Закалка при t = 1010С
Отпуск при t = 570С
Обеспечение высокой точности и разностенности вала в пределах 0,1 мм
2
ТЕРМООБРАБОТКА
Компрессор
Поставка валов с термообработкой и частичной механической обработкой
Сокращение трудоемкости механической обработки и производственного цикла на 8 дн.
Экономическая заготовка с прошитым отверстием
Турбина
1
ПОЛУЧЕНИЕ
ЗАГОТОВКИ
5
ФИНИШНАЯ
ОБРАБОТКА
Упрочнение внутренней и наружной поверхностей микрошариками
Благоприятное распределение остаточных напряжений в поверхностном слое
Упрочнение внутренней и наружной поверхностей микрошариками
Благоприятное распределение остаточных напряжений в поверхностном слое
Рис.1.12. Технологии изготовления валов
Контрольные вопросы к лекции 3.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
81621. | Імпресіонізм в мистецтві | 909.5 KB | |
Головне досягнення імпресіонізму це художнє дослідження поведінки кольору і світла в атмосфері, дослідження і передача на полотні їх взаємодії. Вони прагнули показати, що, наприклад, добре освітлений сонцем предмет яскравіше, ніж той же предмет при кімнатному освітленні. | |||
81622. | Развивающее обучение дошкольников и школьников | 50.78 KB | |
Важное место в структуре педагогического процесса занимает процесс обучения в ходе которого усваиваются знания умения и навыки формируются личностные качества позволяющие человеку адаптироваться к внешним условиям и проявить свою индивидуальность. | |||
81623. | Анализ тематической группы пословиц и поговорок, включающих в свою структуру личные имена | 378.5 KB | |
Тематическая группа пословиц с антропонимами, насчитывающая десятки языковых единиц, заинтересовала меня. Я решила исследовать их, изучить, прослеживается ли характеристика конкретного имени в тех пословичных выражениях, в которых употреблено данное имя человека. | |||
81624. | Национально-психологические особенности финнов | 48.09 KB | |
Для любого человека естествен интерес к представителям других народов. Привлекают их необычный внешний облик, специфика действий, поведения и образа жизни. И мы начинаем задумываться об особенностях психологии представителей других этнических общностей, хотим их осмыслить. | |||
81625. | Гидротермальные источники и их использование | 26.37 KB | |
В последнее время грязелечение использование грязей с лечебной целью вновь пользуется большой популярностью. В состав грязей также входят ферменты и гормоны витамины и антибиотики. Механизм действия лечебных грязей обусловлен ее свойствами. | |||
81626. | Роль питания в повышении работоспособности | 55.04 KB | |
Поэтому оптимальное удовлетворение потребностей организма при физических нагрузках представляет собой важную предпосылку для решения задач восстановления работоспособности человеческого организма. Первая функция заключается в снабжении организма энергией. | |||
81627. | Пролежни, их лечение и профилактика | 37.89 KB | |
Пролежень - некроз кожи с подкожным жировым слоем и других мягких тканей (например, слизистой оболочки), развивающийся вследствие длительного сдавливания, нарушения местного кровообращения и нервной трофики. | |||
81628. | ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА | 54.68 KB | |
Мультимедиа продукты можно разделить на несколько категорий в зависимости от того, на какие группы потребителей они ориентированы. Одна предназначена для тех, кто имеет компьютер дома, - это обучающие, развивающие программы, всевозможные энциклопедии и справочники, графические программы, простые музыкальные редакторы и т.п. | |||
81629. | Рыночная экономика в России в 1990-х годах | 47.95 KB | |
Объект исследования – экономические события, имевшие место в России в конце 20 века. Целью работы является показать объективную закономерность возникновения и нарастания кризиса в экономике России в ходе проводимых рыночных реформ. | |||