Требования, предъявляемые к технологическим процессам

1. Обеспечение высокой надежности и ресурса конструкции.

Под ресурсом понимают число часов налета до предельного состояния, оговоренного в технической документации. Величина ресурса в основном, определяется усталостной прочностью.

Технология изготовления деталей и сборки изделий оказывает важное, а часто и решающее влияние на усталостную прочность. Это влияние реализуется через изменение свойств и напряженно-деформированное состояние материала элементов конструкции, происходящее при их изготовлении или сборки, с помощью различных технологических процессов или при изменении режимов выполнения одного и того же технологического процесса.

При изготовлении деталей с помощью различных способов резания в местах обработки образуется поверхностный слой, отличный по своим свойствам от основного металла. Глубина этого слоя зависит от свойств материала, вида и режимов обработки и колеблется от 0,05 до 0,6 мм, а иногда и больше.

Состояние поверхностного слоя характеризуется величиной и направлением неровностей, величиной и глубиной наклепа, величиной, знаком и глубиной залегания остаточных напряжений, химическим составом и структурой металла.

Практика показывает, что при хорошем качестве основного металла (отсутствие пустот, внутренних трещин и т.п.) усталостное разрушение конструкции начинается с поверхностного слоя металла.

Повышение чистоты поверхности, как правило, существенно увеличивает усталостную прочность конструкции. Особенно тщательно следует обрабатывать поверхности деталей из высокопрочных материалов (В95, ЗОХГСНА и др.)

Упрочнение (наклеп) поверхностного слоя - следствие совместного воздействия упругопластических деформаций и местного нагрева, возникающего в зоне резания.

Механические характеристики (, твердость) наклепанного слоя выше, чем основного. Вместе с тем уменьшается его пластичность, повышается хрупкость. Меняются и физические свойства металла: увеличивается электрическое сопротивление, уменьшается магнитная проницаемость.

Чрезмерная величина наклепа может привести к разрушению поверхностного слоя, явится местом возникновения усталостной трещины.

Остаточные напряжения , которые образуются в поверхностном слое, оказывают очень существенное влияние на усталостную прочность.

Так, при внешнем растягивающем напряжении остаточные напряжения сжатия снижают суммарные напряжения в конструкции и тем самым повышают усталостную прочность.

Различают три рода остаточных напряжений :

- 1-го рода (макронапряжения) - охватывающие области, соизмеримые по объему с размерами детали,

- 2-го рода (микронапряжения) - распределяющиеся в объемах одного или нескольких зерен металла,

- 3-го рода (субмикроскопические) - проявляющиеся в пределах атомной решетки.

Наибольшее влияние на усталостную прочность конструкции оказывают напряжения 1-го рода. Вместе с тем выбор варианта и режимов обработки оказывает наибольшее влияние на характеристики и величину именно микронапряжений.

Величина часто соизмерима, а иногда и превосходит напряжения от внешних нагрузок. Так, при точении среднепрочной легированной стали они достигают 500...600 МПа, а в алюминиевых сплавах - 150...200 МПа.

2. Обеспечение конструкции минимальной массы.

Важнейшая задача проектирования - создание конструкции минимальной массы.

Допустимое отклонения массы конструкции по техническим условиям составляет 0,5...1,0% пустого самолета.

Значительная доля экономии массы конструкции достигается благодаря рациональности технического решения, выбору рациональных по массе заготовок и полуфабрикатов. Каждый технологический процесс имеет определенные ограничения по точности и чистоте обработки поверхностей, толщине стенок. Так, литьем в песчаную форму стенки заготовки могут быть получены не менее 2,5 мм, в оболочковую форму - 2,0 мм, литьем под давлением - 1,5 мм.

Особенно большие добавки массы образуются за счет плюсовых отклонений толщины деталей, полученных разными способами.

Изготовление деталей по верхнему пределу плюсового допуска гарантирует от появления неисправимого брака, но существенно увеличивает массу деталей и полуфабрикатов. Статистика показывает, что только за счет выполнения деталей и полуфабрикатов по верхним плюсовым допускам увеличивает их массу на 7,0% против расчетной.

3. Обеспечение низкой стоимости технологической подготовки и себестоимости изделия.

ПРО­ЦЕС­СЫ ФОР­МО­ОБ­РА­ЗО­ВА­НИЯ РАЗ­ДЕ­ЛЕ­НИ­ЕМ

ПО­ЛУ­ФАБ­РИ­КА­ТА И УДА­ЛЕ­НИ­ЕМ ИЗ­ЛИШ­НЕ­ГО МА­ТЕ­РИА­ЛА

Клас­си­фи­ка­ция про­цес­сов и при­пус­ки на об­ра­бот­ку

Для раз­де­ле­ния по­лу­фаб­ри­ка­та на за­го­тов­ки и де­та­ли и уда­ле­ния лиш­не­го ма­те­риа­ла при­ме­ня­ют мно­го­чис­лен­ные про­цес­сы, ко­то­рые по ви­ду энер­гии, под­во­ди­мой в зо­ну об­ра­бот­ки, мож­но раз­де­лить на сле­дую­щие под­груп­пы: ме­ха­ни­че­ские, элек­три­че­ские, элек­тро­хи­ми­че­ские, хи­ми­че­ские, аку­сти­че­ские, те­п­ло­вые. Ка­ж­дую под­груп­пу по фи­зи­ко-хи­ми­че­ской од­но­род­но­сти мож­но раз­де­лить на ча­ст­ные тех­но­ло­ги­че­ские про­цес­сы, ко­то­рые, в свою оче­редь, со­сто­ят из раз­но­об­раз­ных ви­дов.

Таб­ли­ца 2

Для об­ра­зо­ва­ния фор­мы и раз­ме­ров де­та­ли со­от­вет­ст­вую­щей точ­но­сти с по­верх­но­сти за­го­тов­ки уда­ля­ет­ся слой ма­те­риа­ла, ко­то­рый на­зы­ва­ет­ся при­пус­ком на об­ра­бот­ку. При­пуск на об­ра­бот­ку дол­жен обес­пе­чи­вать уст­ра­не­ние всех по­греш­но­стей пре­ды­ду­щей об­ра­бот­ки с уче­том по­греш­но­стей ба­зи­ро­ва­ния и за­кре­п­ле­ния за­го­тов­ки на вы­пол­няе­мой опе­ра­ции.

Дей­ст­ви­тель­ные при­пус­ки на об­ра­бот­ку рас­по­ла­га­ют­ся в пре­де­лах ми­ни­маль­но­го zи мак­си­маль­но­го zпри­пус­ков в за­ви­си­мо­сти от дей­ст­ви­тель­ных раз­ме­ров за­го­тов­ки.

До­пуск на при­пуск , оп­ре­де­ля­ет­ся как раз­ность пре­дель­ных зна­че­ний при­пус­ка:

= z-z= b- b

Об­щий при­пуск z, не­об­хо­ди­мый для всех пе­ре­хо­дов от чер­но­вой за­го­тов­ки до по­лу­че­ния го­то­вой де­та­ли со­от­вет­ст­вую­щей точ­но­сти, оп­ре­де­ля­ет­ся как сум­ма про­ме­жу­точ­ных при­пус­ков

z=

Механические процессы разделения полуфабриката