Изделий из волокнистых композитов

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Основы проектирования технологических процессов производства  6
изделий из волокнистых композитов

2.Разработка и анализ технического задания на изделие из композита  15

3.Выбор технологической схемы для производства изделий из ВКМ 22

4.Выбор и расчеты оборудования и материального баланса 37

5.Выбор критериев и методов оценки качества изделий 45

6.Контроль параметров процесса и автоматизация производства 54

7.  Спроектировать (реконструировать) предприятие (цех, участок)      68
по производству заданного изделия из КМ

Список использованных источников                           79

 

ВВЕДЕНИЕ

Композиционные материалы (КМ) давно уже стали синонимом техни­ческого прогресса и их перспективность ни у кого не вызывает сомнения. На современном уровне развития техники, особенно машиностроения, требуют­ся новые конструкционные материалы с заданными свойствами и характери­стиками.

Новые специфические свойства, присущие только волокнистым КМ, появились в связи с развитием ракетостроения, аэрокосмической техники, специального машиностроения, химической промышленности, судострое­ния, строительной индустрии и др.

КМ представляет собой неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирую­щие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу (или связующее), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов. Эффективность и работоспособность КМ зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик. В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств КМ, не только отражаю­щий исходные характеристики его компонентов, но и включающие свойства, которыми изолированные ингредиенты не обладают.

Выбором типа и количества армирующего наполнителя и матрицы можно в достаточно широких пределах варьировать различные свойства КМ.

В свою очередь свойства изделий из КМ существенно зависят как от свойств компонентов КМ, так и от способов (технологии) производства КМ и формования изделий из них.

В общем случае под технологией в широком значении этого слова по­нимают научное описание методов, способов и средств производства про­дукции в какой-то отрасли промышленности.

Технология — совокупность методов обработки, изготовления, изме­нения состояния, свойств, формы сырья, материалов или полуфабрикатов, осуществляемых в процессе производства конкретного изделия, продукции.

Основная задача технологии как науки — выявление физических, хи­мических, механических или других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных про­изводственных процессов.

Технология производства КМ неразрывно связана с конструкцией из­делий, особенно когда они имеют сложную форму и требуют детальной про­работки мест соединений под сварку, пайку, склеивание или клепку. Как правило, технология изготовления конструкций и изделий из КМ является многопереходной и предусматривает последовательную комбинацию не­скольких процессов.

Успешное решение проблемы создания нового КМ и производства го­тового продукта в виде изделия возможно при наличии совершенного, пере­дового технологического процесса. С этой целью производят проектирова­ние новых технологических процессов создания и переработки КМ в изде­лия, базирующихся как на уже известных технологических процессах, так и на передовые достижения науки в области создания новых, перспективных ингредиентов КМ, технологии их совмещения и переработки.

Настоящее пособие предназначено для подготовки специалиста, спо­собного самостоятельно разрабатывать рациональные технологические про­цессы производства изделий из композиционных материалов (КМ), удовле­творяющих требованиям технического задания (ТЗ), для конкретных облас­тей промышленности.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА

ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ

Проектирование технологических процессов — это самостоятельная отрасль инженерного труда, где важнейшая роль принадлежит инженеру-технологу.

Проектирование — процесс создания прообраза предполагаемого или возможного объекта, процесса, состояния, заключающееся в переработке внешней и внутренней информации в выходную — проект.

Разработка технологических процессов производства изделий из во­локнистых КМ (ВКМ) включает конструирование композиционного мате­риала, изделия, выбор и разработку технологической схемы и разработку технологической документации.

В зависимости от поставленной задачи различают рациональное, адап­тивное, оптимальное и перспективное проектирование процессов и изделий.

В зависимости от используемого метода инженерного проектирования — различают эвристическое (или интуитивное), интеллектуальное (или ана­литическое) и машинное проектирование.

Рациональное проектирование основывается на методе эволюции и ра­ционализации известных решений.

Адаптивное проектирование базируется на широком использовании конкретных производственных условий (технологические методы, оборудо­вание, предприятие, мощности и производственные ситуации).

Оптимальное проектирование предполагает оптимизацию одного или нескольких параметров технологического процесса в рамках известного тех­нологического решения, принятого за основу модернизации и усовершенст­вования.

Перспективное проектирование ориентируется на поиск и создание со­вершенных технологических решений качественно различных вариантов из­делий применительно к сформулированным целям и условиям на конкретное проектирование.

Перспективное проектирование, основываясь на строгой теории, прин­ципах и началах, является одновременно и оптимальным.

При разработке технологических процессов используют методы:

— эвристический — основанный на использовании опыта, эрудиции, знаний, позволяющий создать новые решения по сравнению с известными; такой метод требует экспериментальной апробации нового оригинального решения;

— интеллектуальное проектирование базируется на глубоком и все­объемлющем анализе, на основе которого синтезируется объект проектирования. При таком проектировании используют системный и комплексный подход, имеющий строгую теорию, принципы и методологию;

— машинное проектирование — есть средство автоматизации перебо­ра принципов и альтернатив интеллектуального проектирования в рамках разработанного алгоритма системы. Это позволяет анализировать параметры технологической системы и производить их оптимизацию на основе форма­лизованных связей. При этом осуществляют переход от количественных оценок к новым качественным предложениям.

Из всего многообразия существующих методов и подходов при разра­ботке технологических процессов практическое применение получило на­правление проектирования, осуществляемое по схеме (рис. 1):

Рис. 1. Схема разработки технологических процессов производства изделий (из ВКМ)

Определение потребности в изделии — определение рынка сбыта, объемов производства изделия. Этот этап определяет назначение, тип, ор­ганизацию, уровень автоматизации и механизации, а также вид произ­водства.