CC BY
24
Sergeev Nikolay Nikolaevich, doctor of technical science, professor, technolo-gy@tspu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Sergeev Aleksandr Nikolaevich, doctor of pedagogical science, professor an-sergueev@mail.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, kutepov.sergei@mail.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University
Gvozdev Aleksandr Evgen'yevich, doctor of technical science, professor, gwozdew.alexandr2013@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Klement'yev Denis Sergeevich, Master of Pedagogical Education, den-is.klementev.93@mail.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Pantjuhin Oleg Viktorovich, candidate of technical science, docent, olegpantyu-khin@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.79; 621.941.01
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
СБОРНОГО ПОЛОГО КОРПУСА
Е.Н. Родионова, И. А. Матвеев
Рассмотрены основные операции технологии изготовления сборного полого корпуса: ротационная вытяжка, сварка, токарная обработка на станках с программным управлением. Указаны материалы исходных заготовок. Описана технологическая оснастка и режущий инструмент, применяемые на операциях токарной обработки составных частей корпуса до и после сварки. Приведены эскизы составляющих сборного корпуса. Сделан вывод о возможном влиянии специфических операций технологии изготовления на точностные характеристики готового изделия.
Ключевые слова: токарная обработка, ротационная вытяжка, сварка, технологическая наследственность.
На производстве, занимающимся изготовлением изделий специального назначения, стоит вопрос повышения точностной надежности обработки цилиндрических тонкостенных оболочек длиной более 1 м [1-3]. Цилиндрическая тонкостенная оболочка трубы двигателя представляет собой сборный полый корпус, состоящий из трубы задней и трубы передней,
объединенных между собой резьбовым соединением.
56
Технологический процесс изготовления трубы двигателя разработан для условий серийного производства и ориентирован, соответственно, на сравнительно большой объем выпуска продукции. Характерными особенностями технологии изготовления являются: метод получения заготовки ротационной вытяжкой; применение в качестве центрирующих утолщений колец, привариваемых к трубе; использование при предварительной механической обработке универсального металлорежущего оборудования; применение при окончательной токарной обработке станков с ПУ, а также использование при контрольных замерах в большей части специальных средств измерения [4-6].
Для изготовления трубы передней и трубы задней используется два вида колец и труба.
При изготовлении кольца для трубы передней все токарные операции производятся на универсальном токарно-винторезном станке мод. 1М-163. Точение наружных цилиндрических поверхности выполняется проходным прямым резцом с пластиной из твердого сплава 2100-0207 ВК6 ГОСТ 18878-73. Растачивание внутренних поверхностей производится расточным резцом с пластиной из твердого сплава 2142-0146 ВК6 ГОСТ 9795-84. На рис. 1 приведен эскиз готового кольца.
Рис. 1. Кольцо, привариваемое к трубе передней
При изготовлении кольца для трубы задней также все операции выполняются на универсальном токарно-винторезном станке мод. 1М-163. Точение наружных цилиндрических поверхностей выполняется проходным прямым резцом с пластиной из твердого сплава 2102-0207 Т15К6 ГОСТ 18878-73. Растачивание внутренних поверхностей производится расточным резцом с пластиной из твердого сплава для обработки глухих отверстий 2141-0080 Т15К6 ГОСТ 18883-73. На рис. 2 приведен эскиз готового кольца.
Рис. 2. Кольцо, привариваемое к трубе задней
Оба вида колец изготавливаются из конструкционной высокопрочной высоколегированной стали СП28. Метод получения заготовки - горячекатаный прокат.
При изготовлении трубы исходной заготовкой является труба стальная горячекатаная размером 325x17 по ТУ 14-3-1843-92 из конструкционной комплексно-легированной стали 12Х3ГНМФБА.
Процесс изготовления трубы предусматривает следующие операции технологического процесса: заготовительная, маркирование, токарная, контроль, термообработка, обжим, обезжиривание, термообработка, контроль, токарная, маркирование, токарная, контроль, ротационная вытяжка, токарная, контроль, клеймение. На рис. 3 приведен эскиз трубы после токарной обработки под сварку с кольцами.
Рис. 3. Труба под сварку с кольцами
Заготовка трубы получается ротационной вытяжкой, представляющей собой процесс формоизменения плоских или полых вращающихся заготовок по профилю оправки с помощью перемещающийся деформирующей нагрузки. Процесс характерен наличием локального очага деформации, образующегося в результате воздействия давильного элемента (роли-
58
ка) на материал заготовки. Реализация локализированной деформирующей нагрузки при ротационной вытяжке позволяет получить за один проход высокие степени деформации (до 80 %), что делает процесс экономически выгодным по сравнению с другими способами изготовления деталей, например штамповкой [7, 8].
После изготовления двух видов колец и трубы приступают к изготовлению передней и задней трубы в сборе.
Процесс производства трубы в сборе передней предусматривает следующие этапы: сваривание трубы и колец, термообработка, контроль, точение наружных поверхностей, подрезание торцов, растачивание внутренних поверхностей, контроль, клеймение, испытания на прочность и герметичность, покрытие.
Токарные операции, включающие обработку базовых поверхностей, выполняются на универсальном токарно-винторезном станке мод. 1М-163. Токарные операции с ПУ выполняются на станке с ПУ ROMI C 830. Режущий инструмент: резец 2102-0081 Т15К6 ГОСТ 18877-73, державка А40Т-РтШ. 08 и A32S-PDYNR 11, пластина WNMG 0804 04-M3 и DNMG 1104 04-M3. Для нарезания резьбы применяется державка AVR 325 и пластина 5IR 4.0 SAGE VKX SPECIAL 168/595. На рис. 4 представлен эскиз передней трубы в сборе.
Рис. 4. Труба передняя в сборе
Процесс изготовления задней трубы в сборе такой же, с той лишь разницей, что с одной стороны нарезается наружная резьба, а с другой -внутренняя. При внутренней обработке базирование трубы осуществляется по центрирующим утолщениям с упором в торец. С одной стороны заго-
59
товка крепится в трехкулачковом патроне с пневматическим зажимом через разрезное кольцо, а с другой стороны опирается на люнет. При наружной обработке базирование заготовки происходит также в трехкулачковом патроне через разрезное кольцо с упором в торец. Отличием от описанной выше схемы базирования трубы при внутренней обработке является использование с противоположной стороны заднего вращающегося центра, закрепленного в задней бабке с регулируемым гидравлическим поджимом. Для снижения влияния вибраций, возникающих в процессе токарной обработки трубы - применяется виброгаситель, представляющий собой резиновый хомут, расположенный на стебле трубы.
Проанализировав технологию изготовления передней и задней трубы и учитывая проводимые ранее исследования ряда авторов протяженных осесимметричных корпусов [9-12], можно предположить, что значительное влияние на точностные характеристики изделий оказывают наследственные связи, возникающие на начальных операциях технологического процесса и сказывающиеся на точность сборки изделий. Отличительными особенностями дальнейших исследований от проводимых ранее являются иная конструкции и калибр трубы двигателя, а также использование специфических операций в технологии изготовления сборных корпусов трубы двигателя, которые могут оказать влияние на степень технологического наследования.
Список литературы
1. Трегубов В.И., Ямников А.С., Матвеев И.А. Технологическое обеспечение заданных конструктивных параметров деталей двигателя РСЗО «ТОРНАДО-Г» // Известия РАРАН. № 4 (99), 2017. С. 94-98.
2. Ямников А.С., Ямникова О.А., Матвеев И.А., Родионова Е.Н. Влияние погрешностей положения стыковых поверхностей сборного осе-симметричного корпуса на погрешность положения исполнительных поверхностей // Вестник Брянского государственного технического университета № 7 (60) 2017. С. 13-17.
3. Матвеев И. А., Родионова Е.Н. Влияние схемы базирования на точность относительного положения окончательно обработанных базовых поверхностей секций сборных корпусов // Х111-я МНТК Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации (1516 марта 2018 года); Юго-Зап. гос. ун-т., Курск: Изд-во ЗАО «Университетская книга», 2018. С. 134-137.
4. Матвеев И.А., Ямников А.С., Ямникова О.А. Статистический анализ точности предварительной токарной обработки трубной заготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2015. Вып. 11. Ч. 1. С. 111-120.
5. Чуприков А.О., Ямников А.С. Повышение точности токарной обработки путем минимизации деформационных погрешностей // Проблемы и достижения в науке и технике: сб. научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Инновационный центр развития образования и науки. Омск, 2014. С. 15-17.
6. Матвеев И.А., Ямников А.С., Ямникова О.А. Корреляционная связь размеров базового отверстия протяженных деталей до и после ротационной вытяжки // Справочник. Инженерный журнал. 2017 №7. С. 3-7.
7. Трегубов В.И. Ротационная вытяжка с утонением стенки цилиндрических деталей из труб на специализированном оборудовании: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2002. 148 с.
8. Матвеев И. А., Ямников А.С. Технологическая наследственность в прогрессивной технологии изготовления протяженных осесимметричных корпусов // Научное периодическое издание по материалам XV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием: «Механики XXI веку». Вып. 15. Братск: Изд-во БрГУ, 2016. 455 с. С. 119-124.
9. Ямников А.С., Чуприков А.О., Матвеев И.А. Обеспечение точности изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сложного профиля: монография. Тула. Изд-во ТулГУ. 2017. 208 с. ISBN 9785-76793838-4.
10. Матвеев И.А., Ямников А.С. Исследование параметров точности тонкостенных протяженных осесимметричных деталей при комбинировании обработки резанием и давлением // СТИН. № 3-2018. С. 20-21.
11. Ямников А.С., Борискин О.И., Ямникова О.А., Матвеев И.А. Технологическое наследование свойств исходной заготовки в параметрах точности протяженных осесимметричных деталей // Черные металлы. №12-2017. С. 50-56.
12. Kugultinov SP., Khisamutdinov Я.М., Khisarmtdinov М.Я. Tool Creation and Operation System Development for Large Engineering Enterprises // World Applied Sciences Journ. (WoS). 2014. N 30 (5). P. 588-591.
Родионова Елена Николаевна, аспирант, masik-ele@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Матвеев Иван Александрович, аспирант, ivan_matveev@list.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
SPECIFIC OPERATIONS OF THE MANUFACTURING TECHNOLOGY OF PRECAST HOLLO W BODY
E.N. Rodionova, I.A. Matveev
The article deals with the main operations of the technology of manufacture of prefabricated hollow body: rotary extractor, welding, turning on machines with program control. Specified materials the source of the blanks. The technological equipment and the cutting tool
61
applied on operations of turning processing of composite parts of the case before and after welding is described. Sketches of the components of the prefabricated housing are given. The conclusion is made about the possible influence of specific operations of manufacturing technology on the accuracy characteristics of the finished product.
Key words: turning processing, rotary drawing, welding, technological inheritance.
Rodionova Elena Nikolaevna, postgraduate, masik-ele@yandex.ru, Russia, Tula, Tula state University,
Matveev Ivan Aleksandrovich, postgraduate, ivan_matveev@list.ru, Russia, Tula, Tula state University
УДК 539.611; 621.793
КОГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВЫХ ПЛАЗМЕННЫХ
ПОКРЫТИЙ
Н.Н. Сергеев, М.В. Ушаков, А.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, С.Н. Кутепов, О.В. Пантюхин
В статье приведены результаты исследования когезионной прочности интерметаллических и металлических порошковых покрытий. Проведенные исследования позволили установить взаимосвязь между величиной когезионной прочности и пористостью напыляемых покрытий. На примере покрытия ПН55Т45 показано, что плакирование никелем не оказывает влияния на величину когезионной прочности.
Ключевые слова: когезионная прочность, интерметаллические покрытия, металлические покрытия, пористость.
Введение
Для изыскания оптимальных путей экономии металлов и повышения долговечности оборудования все большее внимание уделяется замене высоколегированных и высокопрочных сталей недефицитными или углеродистыми с защитными покрытиями. Выбор метода нанесения покрытия в основном определяется формой изделия, его назначением и условиями эксплуатации.
Во многих отраслях промышленности широкое применение получило плазменное напыление порошковых металлов, позволяющее в значительной мере повысить долговечность деталей, работающих, в экстремальных условиях. Детали, на рабочую поверхность которых нанесено защитное покрытие, в процессе эксплуатации испытывают воздействие различных нагрузок, приводящих к возникновению сжимающих или растягивающих напряжений, которые могут вызвать его разрушение [1, 2]. Поэтому при выборе материала покрытия необходимо учитывать ряд факторов, среди которых важную роль играет прочность самого покрытия.
62
