CC BY
31
УДК 658.27
ПРОЕКТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ В ОБЩЕМ ВАКУУМЕ
К. В. Терещенко Научный руководитель - Г. И. Латышенко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: kirilltereshenko@mail.ru
Рассматривается проект модернизации производства на одном из ведущих предприятий ОПК, выпускающих изделия ракетно-космической техники.
Ключевые слова: технология электронно-лучевой сварки в общем вакууме, установка электронно-лучевой сварки, технологическая оснастка, технологическая подготовка производства.
THE PROJECT OF MANUFACTURING TOOLING FOR INSTALLATION OF ELECTRON-BEAM WELDING IN GENERAL VACUUM
K. V. Tereshchenko Scientific Supervisor - G. I. Latyshenko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: kirilltereshenko@mail.ru
Discusses the project of modernization of production on one of the leading enterprises of the defense industry, producing products of rocket and space technology.
Keywords: the technology of electron-beam welding in General vacuum, installation for electron-beam welding, technological equipment, technological preparation of production.
Для АО «Красмаш», известного машиностроительного предприятия, размещенного на территории Сибирского Федерального Округа, получение нового государственного оборонного заказа стало отправной точкой разработки стратегической программы развития. Одним из направлений программы является модернизация действующего производства с целью освоения принципиально нового изделия для ракетно-космических войск.
Для выполнения уникальных сварочных операций на предприятии в настоящее время используется оборудование, которое по своим техническим характеристикам не соответствует требованиям, необходимым при производстве нового изделия, разрабатываемого в рамках государственного оборонного заказа.
Используемое сварочное оборудование требует замены на новое, обеспечивающее изготовление деталей и сборочных единиц (ДСЕ) с улучшенными массогабаритными характеристиками.
В связи с увеличением массогабаритных характеристик ДСЕ нового изделия в сравнении с выпускаемой продукцией, усложнением конструкции сборочных единиц, появлением новых материалов, требуется техническое перевооружение участков и цехов, оснащение их новым сварочным оборудованием, а также проведение модернизации имеющегося на предприятии уникального сварочного оборудования, что позволит расширить технологические возможности сварки.
При сварке сборочных единиц корпусных изделий ракетно-космической техники (РКТ) применяются электронно-лучевая и аргонно-дуговая сварки.
Аргонодуговая сварка - дуговая сварка в среде инертного газа аргона. Может осуществляться плавящимся или неплавящимся электродом.
Сварка плавящимся электродом используется при сваривании нержавеющих сталей и алюминия. Однако объем ее применения относительно невелик.
Секция «Инновационная экономика и управление»
Недостатками аргонодуговой сварки являются невысокая производительность при использовании ручного варианта. Применение же автоматической сварки не всегда возможно для коротких и разно ориентированных швов [1].
Для решения данной проблемы предлагается внедрение новой установки электронно-лучевой сварки (ЭЛС) в общем вакууме. Применение ЭЛС в установках общего вакуумирования вместо аргонодуговой сварки позволит повысить механические свойства сварных соединений, увеличить удельные массогабаритные характеристики корпусных элементов изделий РКТ, снизить энергопотребление и себестоимость изготовления корпусных конструкций.
ЭЛС в сравнении с другими способами сварки плавлением позволяет обеспечить очень высокую скорость процесса: до 60 м/мин (1 м/с) при плотности мощности до 107 Вт/см2. При ЭЛС плиты толщиной 200 мм за один проход со скоростью 1,25 мм/с длительность сварки шва длиной 1 м составляет 13,3 мин/м.
Изготовление опытного образца установки общего вакуумирования и освоение технологии ЭЛС сборочных единиц из перспективных алюминиевых сплавов позволит создать необходимые производственные мощности рассматриваемого предприятия для выполнения этапа технической подготовки производства, изготовления опытных образцов и макетов изделия, отработать технологию электронно-лучевой сварки и изготовления сборочных единиц изделия с увеличенными габаритно-массовыми характеристиками.
Решение проблемы сварки корпусных изделий с большими габаритами требует не только увеличения размеров вакуумной камеры разрабатываемой установки, но и изготовления технологической оснастки соответствующих размеров.
Данная часть ОКР будет выполняться на исследуемом предприятии. В техническом задании на выполнение ОКР предусмотрены следующие основные требования к разрабатываемой технологической оснастке для установки ЭЛС:
- средняя наработка оснастки для ЭЛС на отказ не менее 2200 ч.;
- гарантийный срок эксплуатации оснастки для ЭЛС не менее 12 мес.;
- полный средний срок службы не менее 15 лет;
- средний ресурс технологического комплекса до списания должен быть не менее 40000 ч.
Оснастка для установки ЭЛС в общем вакууме корпусных деталей должна обеспечить сборку-
сварку образцов имитаторов и основных типов сборочных единиц со следующими максимальными габаритами, представленными в таблице.
Габаритные размеры свариваемых изделий на манипуляторе, мм
Параметры Значение
Диаметр 4000
Длина 4000
Толщина стенки 100
Опытный образец установки ЭЛС в дальнейшем будет использоваться при серийном изготовлении нового изделия. Сравнительный анализ габаритно - массовых характеристик показывает увеличение габаритных размеров ДСЕ вновь осваиваемого изделия по длине в 2,32-2,47 раз, по диаметру в 1,58-1,84 раз, массовых в 3,46-8,35 раз. Наличие в производстве технологии электронно-лучевой сварки и универсального оборудования позволит уменьшить сроки отработки технологии, снизить в целом затраты на технологическую подготовку производства. Изготовленная технологическая оснастка для установки ЭЛС позволит выполнять нужные технологические процессы эффективно.
Основанием для проведения работ по технологической подготовке производства по изготовлению технологической оснастки являются:
- КД;
- приказ генерального директора о постановке продукции на производство;
- распоряжение технического директора;
- договор с заказчиком;
- сетевой график;
- календарный график;
- план технических мероприятий;
- заявка заказчика на стандартные средства технологической оснастки (СТО) и на дублеры специальной оснастки [4].
Техническая экспертиза конструкции изделия должна осуществляться в соответствии с запланированными мероприятиями, с целью удостовериться, что выходные данные проектирования и разработки соответствуют входным требованиям.
На следующей стадии жизненного цикла проекта проводятся испытания изделия и его элементов на работоспособность, собираемость, безотказность, ремонтопригодность, контролируемость, технологичность без затрат материалов, энергии, станочного и рабочего времени и подготовка к запуску в производство [2].
После изготовления установка ЭЛС должна пройти предварительные испытания с целью определения соответствия изделия требования ТЗ и КД. А также для принятия решения о возможности представления оснастки для проведения приемочных испытаний [3].
После изготовления и испытаний технологическая оснастка будет смонтирована в опытный образец установки ЭЛС, который в дальнейшем будет использоваться при серийном изготовлении нового изделия на рассматриваемом предприятии ОПК.
Таким образом, разрабатываемый проект имеет практическое значение для предприятия. Он является первым этапом и дает определенный «толчок» к технико-технологическому развитию данного предприятия и отрасли в целом.
Библиографические ссылки
1. Аргонодуговая сварка [Электронный ресурс]. URL: http://www.osvarke.com (дата обращения: 20.02.2016).
2. Латышенко Г. И., Сычева Е. М., Анищенко Ю. А. Оценка и мониторинг рисков космических проектов [Электронный ресурс] // Фундаментальные исследования. 2015. № 7. Ч. 2. С. 403-407. URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38708 (дата обращения: 20.02.2016).
3. Стандарт предприятия. Производство средств технологического оснащения. Организация и управления процессом изготовления средств технологического оснащения. Определения ; АО «Крас-маш». Красноярск, 2003. 15 с.
4. Стандарт предприятия. Производство средств технологического оснащения. Порядок выполнения работ по технологической подготовке ; АО «Красмаш». Красноярск, 2003. 10 с.
© Терещенко К. В., 2016
