Кафедра “Авиастроения” ДГТУ

Учебное пособие по выполнению раздела дипломного проекта

“АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ”

Ростов-на-Дону, 2005

1

1. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И НОМЕНКЛАТУРА ДЕТАЛЕЙ ВЕРТОЛЕТОВ, ОБРАБАТЫВАЕМЫХ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Современный вертолет можно без преувеличения отнести к числу наиболее сложных технических систем, созданных цивилизацией. Способность совершить взлет и посадку на минимальной площади, в горной местности, на море, в городской черте, выполнить сложный маневр в условиях ограниченной видимости и развивать при этом скорости свыше 300 км/час, обеспечение живучести летательного аппарата при поражении малым и даже средним средством достигнуты ценой исключительно высокой энерговооруженности и усложнения всех систем при максимальном снижении веса и использовании уникальных конструктивных и технологических решений [1]. Перечисленные обстоятельства, непрерывный прогресс в области авиационного материаловедения, а также то, что каждый вновь создаваемый средний и тяжелый вертолет некоммерческого применения разрабатывается для решения специфических задач, и поэтому по-своему уникален, резко осложняют задачи унификации и повышения производственной технологичности.

Рассмотрение в настоящем разделе важнейших типов деталей в связи с технологическими свойствами сталей и сплавов позволяет более осознанно подойти к разработке технологии механической обработки и рациональному выбору средств технологического оснащения.

1.1.Конструкторско-технологическая классификация деталей вертолетов, обрабатываемых на оборудовании с ЧПУ

В соответствии со структурой «Общероссийского классификатора деталей машиностроения и приборостроения», все детали подразделяются на «тела вращения» (классы 71, 72) и «не тела вращения» (классы 73–75). Несмотря на применение в конструкции вертолета огромного числа деталей – тел вращения, для которых формообразование выполняется, в основном, токарной обработкой, такие детали не характерны для конструкции планера вертолета (возможно, за исключением деталей трансмиссии). Поэтому приводимое ниже классификационное деление распространяется на детали – не тела вращения, наиболее сложные, трудоемкие и наименее технологичные. Здесь следует уточнить, что применяемый ниже термин «деталь» может употребляться в более широком смысле, чем это принято в учебниках по технологии машиностроения. А именно, деталью будет называться объект производства, подвергаемый механической обработке на оборудовании с ЧПУ. Под это определение подпадают, следовательно, кроме деталей, вы-

3

полняемых из литых, штампованных заготовок и проката, детали, заготовки которых получены сваркой, склейкой, клепкой, тем или иным способом формования полимеркомпозитов и т.д.

Состав перечня классификационных признаков деталей обусловлен единственной целью его использования – построением рациональной технологии обработки на оборудовании с ЧПУ, и не претендует на решение задач автоматизации разработки технологических процессов.

4

Продолжение табл. 1.1

5

1.2. Краткая характеристика применяемости и технологических свойств сталей и сплавов, используемых для изготовления деталей авиационной техники

Стали

Сталь 30ХГСА относится к классу конструкционных улучшаемых сталей. Применяется для изготовления формообразующей оснастки и ответственных сварных и механически обрабатываемых деталей, работающих в атмосферных условиях при температуре не ниже –70 ºС; верхний предел температуры применения ограничивается температурой отпуска.

Химический состав, %:

0,28–0,34 С; 0,9–1,2 Si; 0,8–1,1 Mn; 0,8–1,1 Cr; Fe – основа.

Сталь 30ХГСА после упрочняющей термообработки (закалка 870– 890 ºС – охлаждение в масле – отпуск при 510–570 ºС – охлаждение в

масле) имеет следующие механические свойства:

σв ≥ 110 кгс/мм2; σ0,2 ≥ 85 кгс/мм2; δ ≥ 10 %.

Обрабатываемость резанием – весьма высокая (ВВ), давлением в интервале температур деформации 1050–850 ºС – удовлетворительная (У); ограниченно свариваемая.

К особенностям деталей, подобных изображенной на рис. 1.1, а, относятся большое количество сварных швов, наличие вызванных сваркой внутренних напряжений, сложность базирования.

Сталь 40ХН2МА относится к классу конструкционных улучшаемых сталей. Применяется для изготовления ответственных сварных и механически обрабатываемых деталей, работающих в атмосферных условиях при температуре до 500 ºС.

Химический состав, %:

0,37–0,44 С; 0,17–0,37 Si; 0,5–0,8 Mn; 0,6–0,9 Cr; 1,25–1,65 Ni; 0,15– 0,25 Mo, Fe – основа.

6

щих в агрессивных атмосферных условиях при температуре до 300 ºС и криогенных температурах.

Рис. 1.3. Сепаратор пылезащитного устройства (ПЗУ). Габариты 750×700×700, материал – сталь 12Х18Н10Т

Рис. 1.4. Деталь подкос (верх). Габарит

1400×150×150, материал ВНС-17

Рис. 1.5. Деталь кронштейн (справа). Габарит 100×60, материал ВНС-2. Труднообрабатываемый материал, малая жесткость

Химический состав, %:

≤0,08 С; 14–15 Cr; 4,7–5,5 Ni; 0,15–0,3 Ti; 1,75–2,5 Cu; Fe – основа.

После термообработки сталь ВНС-2 имеет следующие механиче-

ские свойства:

σв ≥ 125 кгс/мм2; σ0,2 ≥ 95 кгс/мм2; δ ≥ 10 %.

Обрабатываемость резанием – У, давлением в интервале температур деформации 1150–850 ºС – У, свариваемость – высокая (В). При-

9