2.Разработка элементов сапр технологии проектирования газотермического напыления.

2.1. Маршрутная схема технологии газотермического напыления.

При реализации технологического маршрута в рамках САПР необходимо использовать основные элементы следующих видов процедур:

-процедуры выбора;

-процедуры анализа и оптимизации;

-базы данных.

Процедурами выбора являются;

-выбор метода напыления;

-выбор материала покрытия;

-выбор технологического оборудования;

-выбор метода подготовки детали к напылению;

-выбор дополнительной обработки.

Процедуры выбора обеспечивают решение задачи структурного синтеза конкретного технологического процесса напыления и являются «узловыми точками» проектируемого технологического маршрута получения ГТ покрытия.

Процедуры анализа и оптимизации обеспечивают выбор наилучшего варианта режима напыления (параметрическая оптимизация) по всей технологической цепочке с учетом экономических факторов.

Базы данных (БД) обеспечивающие информационную поддержку работы схемы, можно разделить на три типа:

1-БД содержащие, численные характеристики элементов;

2-БД, содержащие текстовую информацию описательного характера;

3-БД, содержащие и количественную и текстовую информацию.

В основу маршрутной схемы заложено постоянное прохождение маршрутов. При этом на каждом из этапов, возможно, реализовать типы режимов работы проектирования с ЭВМ:

-автоматический режим работы. В этом случае машина поэтапно сама выбирает варианты и предлагает готовое решение.

- в диалоговом режиме, с использованием информации БД (текст). При этом ЭВМ может предлагать несколько вариантов решения задачи, которые демонстрируются на экране и для продолжения работы требуется выбрать один из предлагаемых вариантов.

-сквозного автоматизированного прохождения маршрутов, т.е. программа самостоятельно прорабатывает, все возможные варианты поставленной задачи выдает выходную информацию на экран.

В маршрутной схеме «Газотермика» предлагаются разные варианты реализации выходной информации:

-передача и сохранение выдаваемой информации в библиотеке данных, чем пополняются «типовые» техпроцессы для стандартной детали;

-представление на дисплейном экране для полного просмотра полученного решения и его анализа;

-выход из программы.

Разработанный алгоритм программы «Газотермика» предполагает дальнейшее ее развитие, корректировку, расширение и создание новых этапов прохождения маршрутов проектирования, как в диалоговом, так и в автоматизированном режимах работы.(7).

ВХОД

-тип детали

-размеры детали

-форма и размеры напыляемой поверхности

-масса детали

-условия работы детали

-твердость покрытия

-толщина покрытия

-оптимальная температура нагрева детали

-расчетные параметры

-пористость покрытия

БД Проектирование элементов технологического процесса

-метод напыления

-марка порошка

-подготовка порошка к напылению

-подготовка детали к напылению

-толщина напыленного слоя с припусками

-тип установки

-вид технологического газа

-дополнительная обработка покрытия

-стоимость процесса

ВЫХОД

Рисунок 7. Входная и выходная информация маршрутной схемы САПР «Газотермика»

1.4.СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕММЫ ГАЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ.

Проблема защитных покрытий, наносимых плазменным, вакуумным и детонационным способами, в мировой науке в последние годы получила интенсивное развитие. Основным достижением следует считать создание гибкой промышленной высокоавтоматизированной технологии нанесения упрочняющих покрытий на широкий круг изделий, обеспеченной надежным высокопроизводительным оборудованием и разнообразными видами исходных материалов для нанесения покрытий.

Высокая чувствительность свойств газотермических покрытий к стабильности параметров режима напыления при отсутствии систем текущего контроля качества покрытий, переходи от единичного и малосерийного производства деталей с покрытиями к крупносерийному. А также необходимость удаления человека из рабочей зоны из-за значительного количества вредных факторов (шум, аэрозоли и др.) требуют автоматизации и роботизации систем газотермического напыления.

Исходя из состояния развития мировой и отечественной науки и техники в области упрочняющих, износостойких и коррозионно-стойких покрытий сформулированная специалистами ГТН при подготовке совместного прогноза система целей включает следующие основные направления:

1.Система автоматизированного проектирования упрочняющих, износостойких и коррозионно-стойких покрытий, наносимых в условиях изготовительного производства и при ремонте.

2. Оборудование на блочно-модульных принципах для нанесения покрытий, обеспечивающее формирование различных технологических установок и линий, в том числе с применением роботов, микропроцессорной техники и ЭВМ.

3. Широкий ассортимент материалов для нанесения покрытий с заданными структурой и служебными свойствами.

4. Новые технологические процессы получения покрытий с высокой концентрацией энерговложения, пониженным удельным расходом энергии, повышенными производительностью и коэффициентом использования материала.

Для достижения этих целей в области САПР с прогнозом необходимо, решить следующие ключевые научно-технические проблемы и конкретные задачи:

1. САПР технологии нанесения упрочняющих, износостойких и коррозионно-стойких покрытий.

   1. Методы проектирования структуры покрытий в зависимости от условий эксплуатации и заданного срока службы.

   2. Методы проектирования структуры покрытий в зависимости от условий эксплуатации и заданного срока службы.

   3. Математические модели формирования покрытий при различных методах их нанесения.

   4. Банки данных по технологии, оборудованию, материалам и свойствам покрытий.

2. Оборудование.

2.1. Модули, обеспечивающие нанесение покрытий в камерах с регулируемыми давлением и составом рабочей среды, в том числе унифицированные источники питания.

2.2. Система датчиков параметров технологических процессов, микропроцессорной техники и рабочих органов для управления.

2.3. Оборудование для нанесения покрытий на внутренние поверхности труб малого (до 0,025 м) диаметра.

2.4. Оборудование для нанесения покрытий на внутренние поверхности труб и емкости большого диаметра (1,0 м и более) с большой протяженностью поверхности напыления.

2.5. Высокопроизводительные системы нанесения покрытий с применением лазерной техники.

3. Материалы для получения покрытий.

3.1. составы и технология получения порошков для формирования покрытий с аморфизированной и микрокристаллической структурой.

3.2. Новые виды механических смесей порошков для получения покрытий.

3.3. Новые составы и технология получения композиционных порошков, в том числе термореагирующего типа.

3.4. Расширение применения для покрытий порошков из отходов производства, природных минералов и рудных концентратов.

3.5. Разработка технологий получения мишеней и испаряющихся катодов с заданным химическим составом и конфигурацией.

4. Новые технологии нанесения покрытий.

4.1. Комбинированные процессы нанесения покрытий (плазма+детонация, плазма+лазер, электродуговая металлизация+лазер и др.), в том числе для нанесения покрытий с регулярной структурой.

4.2. Способы нанесения покрытий с активным воздействием на зону формирования (с наложением ультразвука, дугового разряда и т.п.).

4.3. способы уплотнения покрытий и повышения их адгезии к основе путем пропитки, термической, химико-термической обработки, пропайки.

4.4. Технологии механической обработки покрытий с повышением производительности и улучшением качества поверхности.

4.5.Технологии нанесения многослойных покрытий.

4.6. Технология получения покрытий с аморфной и микрокристаллической структурой в промышленных условиях.

5. Организация производства в области покрытий.

5.1.Системы технологической подготовки процесса нанесения покрытий.

5.2. Подготовка инженерно-технических работников и рабочих для технологии покрытий.(8)