Глава 2.4. Технологические методы создания конструкции минимальной массы.
Одной из важнейших задач, решаемых при проектировании самолета, является создание конструкции минимальной массы.
Исследования показывают, что значительная доля экономии массы конструкции планера достигается благодаря рациональным технологическим решениям.
Особенно перспективным направлением в мероприятиях по снижению массы является создание конструкций из волокнистых композиционных материалов
Расчеты и проведенные эксперименты показывают, что даже частичная замена металлических конструкций на конструкции из волокнистых композиционных материалов в соответствии с современными возможностями может дать снижение массы планера на 10...25 %.
Важным направлением в создании конструкций минимальной массы является выбор рациональных по массе заготовок и полуфабрикатов.
Каждый из технологических процессов получения заготовки имеет определенные ограничения по точности и толщине стенок. Так, литьем в песчаную форму можно получить минимальную толщину стенки заготовки 2,5 мм, в оболочковую форму — 2,0 мм, а под давлением — 1,5 мм. При прочих равных условиях тяжелее будут заготовки, имеющие большую толщину стенок.
Величина штамповочных и литейных уклонов также влияет на массу конструкции. Большим уклонам соответствует большая масса заготовок и деталей.
Увеличение против номинала радиусов сопрягаемых элементов Конструкции заготовки (штамповки, литья) и деталей при изготовлении их фрезерованием также приводит к увеличению их массы.
Особенно большие добавки массы конструкции образуются за счет больших плюсовых отклонений толщины деталей, полученных разными способами.
Смещение центра группирования в сторону большего размера объясняется стремлением предупредить появление неисправимого брака при обработке.
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 большим плюсовым допускам увеличивается их масса на 7 % против расчетной.
Глава 2.5. . Классификация технологических процессов.
Разработка новых технологических процессов обработки деталей приводит к необходимости строгой классификации существующих технологических процессов. Эта классификация должна быть основана на объективных критериях, позволяющих оценивать и перспективность процесса, и его относительную значимость в множестве процессов. До настоящего времени не создано стройной классификации технологических процессов. Попытку создать такую классификацию сделал доктор технических наук В.В.Швец. Было предложено все виды технологических процессов обработки в машиностроении оценивать по наиболее существенным параметрам – затратам энергии на их осуществление и скорость протекания процессов.
Материалы и заготовки, применяемые для изготовления деталей установок, представляют собой, как правило, твёрдые тела. В процессе производства материалам и заготовкам придают определённую форму с заданными размерами и необходимыми механическими, физическими и химическими свойствами. Выполнение каждого технологического процесса сопровождается расходом определённого количества энергии и рабочего времени на его осуществление. Энергия расходуется на ослабление и преодоление сил связей между атомами и молекулами заготовки. При этом возможны три случая.
Первый случай – объём исходного материала равен объёму готового изделия.
Второй случай – объём исходного материала больше объёма готового изделия.
Третий случай – объём исходного материала меньше объёма готового изделия.
Первая группа технологических процессов объединяет процессы холодного и горячего деформирования, литья, термической обработки, процессы переработки неметаллических материалов и другие процессы. При этом отходы в виде литников, прибылей, облоя и другие не учитываются. Эта группа технологических процессов только перераспределяет объём исходного материала в заданном направлении и придаёт ему необходимые свойства.
Вторая группа технологических процессов связана с необходимостью удаления части материала с исходной заготовки. В эту группу входят все процессы резания, электрохимические, электрофизические, химические и другие процессы. Все они связаны с нерациональным расходом материала.
