Особенности технологии изготовления деталей типа «Шпангоут» из высокопрочного алюминиевого сплава В95 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических.аппаратов

M. M. Michnev, V. U. Gusev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

P. N. Silchenko, I. V. Kudryavcev, V. I. Ivanov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

MAINTENANCE OF THE TECHNOLOGY OF BLOCK ASSEMBLAGE WITH SOLDERING OF LARGE-SIZED WAVEGUIDE-DISTRIBUTIVE SYSTEMS OF SPACE VEHICLES

The technique of settlement-analytical support of the technology of assemblage by soldering from separate elements of wave-distributive systems of space vehicles, for the purpose of minimization of the technological errors saved up at their manufacturing and maintenance of the improved functional-operational characteristics is offered.

© Михнев М. М., Гусев В. Ю., Сильченко П. Н., Кудрявцев И. В., Иванов В. И., 2010

УДК 629.78.01

М. М. Михнев, В. В. Злотенко, Н. Н. Ишенина, А. Г. Масанов

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА «ШПАНГОУТ» ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА В95

Представлена технология изготовления крупногабаритных шпангоутов с разбивкой механической обработки на этапы и применение термической обработки и обработки холодом.

В системе отделения космических аппаратов с унифицированной платформой «Экспресс-2000» применяются тонкостенные шпангоуты, изготовленные из высокопрочного алюминиевого сплава В95 в состоянии Т1.

Сплав В95 относится к сплавам системы «алюминий-цинк-магний-медь». Данный сплав обладает повышенной склонностью к накоплению внутренних напряжений при термической и механической обработках, и как следствие, к поводкам при изготовлении деталей. Изготовление крупногабаритных деталей сложной формы из этого сплава затруднительно и требует специальной отработки в части выбора очередности механической и термической обработки, режимов, порядка и величины съема металла за один проход.

Опыт изготовления шпангоута из В95 по технологии изготовления шпангоутов из АМг6 показал, что получение стабильной точности размеров по имеющейся технологии невозможно. Для уменьшения величины внутренних напряжений и получения стабильных размеров деталей предложена и отработана технология, учитывающая свойства сплава.

Рассмотрим изготовление шпангоута диаметром 1269 мм с минимальной толщиной стенки 2,5 мм, высотой 95 мм.

В качестве заготовки для шпангоута может применяться плита в закаленном и состаренном состоянии, или поковка. Так как поковка имеет более сложное напряженное состояние, то предпочтительно в качестве заготовки использовать плиту. В виду того, что закаленные и состаренные плиты из В95 поставляют-

ся максимальной толщиной 80 мм, в качестве заготовки для шпангоута использовалась поковка из В95 в отожженном состоянии.

Последовательность технологических операций изготовления шпангоута следующая:

1) механическая обработка с припуском 5 мм по контуру;

2) термическая обработка до состояния ТЗ;

3) контроль размеров шпангоута;

4) механическая обработка с припуском 2 мм по контуру;

5) обработка холодом;

6) стабилизирующее старение;

7) контроль механических свойств на образцах после обработки холодом и стабилизирующего старения;

8) окончательная механическая обработка;

9) расточка отверстий;

10) нанесение гальванического покрытия.

Предварительная механическая обработка производилась на токарно-карусельном станке типа 1516ЕФ3, режимы резания: подача - не более 0,3 мм/об, глубина резания - не более 1 мм.

После термической обработки заготовки для получения состояния Т3 был произведен контроль механических свойств на образцах, вырезанных из поковки в двух направлениях согласно ОСТ 1.90073-85.

Механическая обработка шпангоута с припуском 2 мм производилась на токарно-карусельном станке типа 1516ЕФ3, режимы резания: подача - не более 0,3 мм/об, глубина резания - не более 1 мм. Для предотвращения деформации стенок шпангоута в

Решетневские чтения

канавку устанавливалось технологическое кольцо-вкладыш.

Особенностью данной технологии является вид промежуточной термообработки - обработка холодом.

Обработка холодом проводилась в следующей последовательности:

1) установка заготовки и двух сегментов поковки (образцов для последующих испытаний на механические свойства) в технологическую емкость;

2) наполнение технологической емкости с жидким азотом до полного заполнения емкости, температура азота составляет 196 °С;

3) выдержка в закрытой емкости в течение 30 минут;

4) после завершения выдержки снятие крышки, выдержка осуществляется до полного испарения азота (около 5 часов);

5) выдержка на воздухе, нагрев до температуры воздуха помещения.

После обработки холодом размеры заготовки из -менились незначительно, в пределах 0,05 мм.

Стабилизирующее старение детали производилось совместно с образцами - сегментами поковки. Размеры заготовки после проведения стабилизирующего старения изменились незначительно, в пределах 0,1 мм по сравнению с обмером после обработки холодом, и в пределах 0,05 по сравнению с обмером до обработки холодом.

Окончательная механическая обработка шпангоута производилась на токарно-карусельном станке 1516ЕФ3 с подачей не более 0,1 мм/об.

Результаты изготовления рассмотрим в сравнении с аналогичным шпангоутом, изготовленным из В95 по технологии изготовления шпангоутов из АмГ6:

- неплоскостность базовых поверхностей была уменьшена с 4,8 до 0,5 мм;

- максимальное отклонение диаметра уменьшено с 3,9 до 0,46.

Анализ результатов отработки технологии изготовления тонкостенного шпангоута из сплава В95 позволяет сделать следующие выводы:

- предложенная технология позволила значительно снять внутренние напряжения, и следовательно, повысить точность ее изготовления;

- разбивка механической обработки шпангоута на несколько этапов с проведением обработки холодом и стабилизирующего старения между этапами уменьшает деформацию детали в процессе последующей механической обработки;

- изменение размеров предварительно разгруженной детали в процессе закалки и старения (состояние Т3) составляет до 2,3 мм;

- механические свойства и геометрические размеры детали после обработки холодом и стабилизирующего старения практически не изменяются и соответствуют ОСТ 1.90073-85.

M. M. Mihnev, V. V. Zlotenko, N. N. Ishenina, A. G. Masanov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

THE FEATURES OF THE PRODUCING TECHNOLOGY OF «FRAME» TYPE PARTS FORMED OF ALUMINUM ALLOY V95

The technology of production of large dimension frames with machining division into phases and the use of heat-and cold - treatment technology is presented.

© Михнев М. М., Злотенко В. В., Ишенина Н. Н., Масанов А. Г., 2010

УДК 621.396.67

М. М. Михнев, В. В. Злотенко, Н. Н. Ишенина, Т. Л. Некрасова

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ ТИПА «КРЫШКА ВАФЕЛЬНАЯ» ИЗ СПЛАВА 32НКД

Представлена последовательность отработки технологии изготовления мелкоразмерных деталей типа «крышка вафельная», включающая отработку режимов механической обработки и выбор оптимального способа удаления заусенцев.

В составе антенно-фидерной системы (АФС) К-диа- при верхнем пределе температурного интервала не пазона космических аппаратов связи применяются превышает 100 °С. Данный сплав применяется для из-мелкоразмерные точные детали, изготовленные из готовления деталей приборов высокой точности, тре-сплава 32НКД. бующих постоянства размеров в заданном интервале

Сплав 32НКД с низким температурным коэффи- температур. Данный сплав отличается достаточной циентом линейного расширения КЛТР = 1-10-6 град-1 прочностью и пластичностью (предел прочности при