Проектирование и изготовление трубопроводов сложной конфигурации с использованием цифровых технологий Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневские чтения

рукционных материалов, выполненных литьем, биметаллических материалов, порошковой металлургии, соединений разнородных материалов и пр. Все вышесказанное позволяет с уверенностью говорить о широкой перспективе применения данной технологии в любой отрасли промышленности России.

Кроме того, освоение альтернативных способов изготовления заготовок позволит снизить на 10-15 % стоимость заготовки за счет исключения таможенных расходов и повышения коэффициента использования материала.

Создаваемая научно-техническая продукция (НТП) имеет следующие характеристики:

- толщина слоев и предельные отклонения по толщине (мм): титан 19+4, сталь 16+4, ниобий 0,25±0,15;

- прочность сцепления слоев на отрыв должна быть в пределах от 294 до 539 МПа (от 30 до 55 кгс/мм2);

- соединение слоев плит должно быть сплошным и герметичным по всей площади;

- обеспечение технических характеристик шар-баллонов в соответствии с существующими техническими условиями и конструкторской документацией.

V. B. Zhukovsky, I. V. Prokopiev, A. Y. Litvinchuk JSC «Krasnoyarsk machinery-building plant», Russia, Krasnoyarsk

TECHNOLOGY FOR PRODUCTION OF BIMETTALIC TITANIUM STEEL CONDUCTORS FOR SPHERE-BOLLOONS BY MEANS OF HOT ISOSTATIC PRESSING AND EXPLOSIONWELDING

The article describes the possibility of isostatic hot pressing technology appliance to the production of bimetallic conductors for high-pressure titanium sphere-balloons.

© Жуковский В. Б., Прокопьев И. В., Литвинчук А. Ю., 2010

УДК 629

А. С. Запорожский, А. А. Никишев ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Рассмотрено состояние изготовления трубопроводов сложной конфигурации серийного изделия космической техники и предложен алгоритм процесса внедрения комплексной автоматизированной системы проектирования, изготовления и монтажа этих трубопроводов.

В настоящее время изготовление трубопроводов сложной конфигурации производится по эталонным макетам с многократной подгибкой, что требует большого количества ручного труда, не дает гарантии обеспечения оптимальной конфигурации, а также постоянства формы всех трубопроводов одного наименования. Из-за сложной пространственной конфигурации трубопроводов, существующие сборочные чертежи их монтажей, выполненные на бумажных носителях, содержат большое количество видов, сечений, что приводит к неудобствам при сборке изделия.

Внедрение комплексной автоматизированной системы проектирования, изготовления и монтажа трубопроводов сложной конфигурации с использованием цифровых технологий и применением 3Б-моделей позволит исключить использование эталонов трубопроводов; повысить точность изготовления; упростить изготовление и исключить использование ручного труда; усовершенствовать технологию изготовления трубопроводов и монтажа их в составе узла и изделия за счет наглядности 3Б-модели; отследить этапы сборки изделия.

Для практической реализации процесса авторами разработан его алгоритм.

Алгоритм разрабатывался для серийного изделия космической техники, имеющего КД на обычных бумажных носителях и при наличии эталонов трубопроводов, и состоит он из следующих этапов.

Этап проектирования:

- создание 3Б-моделей и библиотеки деталей (наконечников, тройников, переходников и т. п.), входящих в трубопроводы;

- создание упрощенных 3Б-моделей и библиотеки габаритных макетов арматуры (клапанов, фильтров, компенсаторов), входящей в трубопроводы;

- создание 3Б-моделей, библиотеки крепежных деталей и сборочных единиц (ДСЕ) трубопроводов;

- создание 3Б-моделей и стандартных отраслевых крепежных ДСЕ трубопроводов (в случае если нет в САЭ-программе);

- создание упрощенных габаритных 3Б-моделей основных элементов (емкостей, ферм, переходников и т. д.) изделия;

- компоновка 3Б-модели изделия (размещение основных элементов изделия: емкостей, переходников, ферм и т. д.);

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

- размещение в 3D-моделях трубопроводов 3D-моделей арматуры (клапанов, наконечников, тройников и т. д.) с учетом обслуживания и ремонта технологически необходимых прямолинейных участков и радиусов гиба;

- прокладка трасс трубопроводов с учетом обхода зон приборов, обеспечения минимальных зазоров и возможности дополнительного крепления трубопроводов;

- замер отклонения координат основных элементов изделия с учетом допусков для определения необходимости введения в состав трубопровода компенсирующих элементов (сильфонных и спиральных компенсаторов и т. д.);

- размещение компенсирующих элементов;

- размещение элементов крепления трубопроводов;

- проработка порядка сборки изделия и технологической возможности изготовления трубопроводов;

- по результатам проработки 12 этапа разбивка сложного трубопровода на несколько простых с определением положения монтажных стыков с учетом возможности проведения сборки, сварки, рентген-контроля, испытаний;

- конвертация файлов 3D-модели или ввод координат участков трубопроводов для управляющей программы трубогибного комплекса.

Измерение имеющихся эталонов:

- обмер участков, необходимых для гибки, эталонов трубопроводов изготавливаемого изделия на контрольно-измерительном комплексе с получением координат или 3D-модели (в зависимости от возможности комплекса);

- обмер эталонов самих трубопроводов изготавливаемого изделия на контрольно-измерительном комплексе с получением координат или 3D-модели;

- сравнение результатов, полученных на измерительном комплексе, с результатами электронной 3D-модели;

- при необходимости - уточнение конфигурации и координат электронной 3D-модели трубопроводов.

Отработка технологии изготовления и монтажа трубопроводов:

- ввод сконвертированных координат или 3D-модели участков трубопроводов в трубогибочный комплекс;

- гибка участков трубопроводов на трубогибном комплексе;

- обмер полученных участков трубопроводов на контрольно-измерительном комплексе и проверка полученных данных с данными 3D-модели;

- корректировка данных управляющей программы, отработка технологии гибки;

- проектирование технологической оснастки для сборки-сварки трубопроводов по 3D-модели;

- отработка технологии сборки-сварки участков трубопроводов в составе сложного трубопровода с проверкой координат собранного сложного трубопровода на контрольно-измерительном комплексе с данными 3D-модели;

- изготовление партии товарных трубопроводов;

- монтаж трубопроводов на изделии по 3D-модели;

- уточнение 3D-модели управляющей программы, технологии гибки, сборки-сварки участков трубопроводов по результатам изготовления изделия.

Разработанные алгоритмы электронного проектирования, изготовления и монтажа трубопроводов сложной конфигурации в настоящее время внедрены в обществе и уточняются в процессе проведения опытно-конструкторских работ.

A. S. Zaporozhsky, A. A. Nikishev JSC «Krasnoyarsk machinery-building plant», Russia, Krasnoyarsk

DESIGNING AND MANUFACTURING OF COMPLICATED CONFIGURATION PIPELINES USING DIGITAL TECHNOLOGY

The article considers the manufacturing of complicated configuration pipelines of serial-product space technique. It suggests the algorithm of promoting process for the complex automated system of designing and installation of these pipes.

© Запорожский А. С., Никишев А. А., 2010