Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Анализ и оценка технологичности конструкции деталей авиационной техники (Флек, 2005).pdf
Скачиваний:
123
Добавлен:
10.08.2013
Размер:
8.28 Mб
Скачать

мер детали, выполненной из стали ВНС-2, дан на рис. 1.5. Ее механическая обработка осложнена малой жесткостью и труднообрабатываемостью высокопрочной стали ВНС.

Высокопрочная сталь с медью ВНЛ-3 относится к классу коррозионностойких литейных сталей, упрочняемых термической обработкой. Применяется для изготовления силовых сварных и механически обрабатываемых деталей, работающих в агрессивных атмосферных условиях при температуре до 350 ºС.

Химический состав, %:

≤0,08 С; 13–14,5 Cr; 4,5–5,5 Ni; 1,5–2,0 Mo; 1,25–1,75 Cu; Fe – основа.

После упрочняющей термообработки сталь ВНЛ-3 имеет следую-

щие механические свойства:

σв ≥ 125 кгс/мм2; σ0,2 ≥ 90 кгс/мм2; δ ≥ 12 %.

Пример деталей из стали ВНЛ-3 дан на рис. 1.6.

а

б

 

Рис. 1.6. Корпусные детали из стали ВНЛ-3:

а – корпус; габариты 100×160,

б – корпус; габариты 100×180, обра-

труднообрабатываемый материал,

ботка отверстия и плоскости под уг-

сложность конструкции

лом

Магниевые сплавы

Высокопрочный сплав МЛ5пч относится к классу высокопрочных литейных магниевых сплавов. Применяется для изготовления нагруженных деталей внутреннего и наружного набора.

Химический состав, %: 7,5–9,0 Al; 0,2–0,8 Zn; 0,15–0,5 Mn; Mg – основа

10

Сплав МЛ5пч упрочняется термообработкой и имеет после закал-

ки и искусственного старения (Т4) следующие механические свойства:

σв ≥ 24 кгс/мм2; σ0,2 ≥ 8,5 кгс/мм2; δ ≥ 7 %.

Обрабатываемость резанием – весьма высокая (ВВ), свариваемость

– У, линейная усадка 1,2–1,3 %. Пример деталей из сплава МЛ5пч дан на рис. 1.7.

а

б

Рис. 1.7. Корпусные детали из магниевого сплава МЛ-5пч а – плита, б – кронштейн

Механическая обработка производится только хорошо заточенным инструментом. Применение СОЖ не допускается. Не допускается смазывание маслом направляющих станков, на которых производится обработка магниевых сплавов во избежание образования наклепа поверхности направляющих. На участке обработки магниевых сплавов применяются особые меры пожарной безопасности.

Сложность изготовления деталей, изображенных на рис. 1.7, обусловлена наличием большого количества плоских и цилиндрических поверхностей, ориентированных под разными углами, и малой жесткостью.

Титановые сплавы

Титановый сплав ОТ4–1 относится к классу сплавов повышенной пластичности. Применяется для изготовления нагруженных деталей и

11

сварных узлов внутреннего и наружного набора, длительно работающих при температуре до 300 ºС.

Химический состав, %: 1,0–2,5 Al; 0,7–2,0 Mn; Ti – основа.

Сплав ОТ4–1 применяется в отожженном состоянии и имеет следующие механические свойства: σв ≥ 55–75 кгс/мм2; δ ≥ 10 %.

Обрабатываемость резанием – У, давлением в интервале температур деформации 1050–850 ºС – У, свариваемость – низкая (Н). Сложность получения заданной точности формы деталей из сплава ОТ4–1 (рис. 1.8) вызвана малой толщиной листа (d = 0,8 b d = 3 мм), его плохой свариваемостью и недостаточной жесткостью конструкции детали.

Жаропрочный сплав ВТ3–1 относится к классу ковочных сплавов. Применяется для изготовления нагруженных силовых деталей и крепежных узлов, длительно работающих при температуре до 400 ºС.

Химический состав, %:

5,5–7,0 Al; 2,0–3,0 Mo; 0,8–2,3 Cr; 0,15–0,4 Si; 0,2–0,7 Fe; Ti – основа

Рис. 1.8. Деталь «цилиндр», изготовленная из листового титанового сплава ОТ4–1

Сплав ВТ3–1 применяется в отожженном состоянии и имеет следующие механические свойства: σв ≥ 100 кгс/мм2; δ ≥ 10 %.

Обрабатываемость резанием – У, давлением в интервале температур деформации 1050–750 ºС – У, свариваемость – Н.

Металлический титан в виде стружки может гореть при достаточно сильном местном подогреве, например, при обработке тупым инструментом. Заметное взаимодействие титана с кислородом начинается при температуре Т>600°С. При окислении титана кроме обычной окалины образуется хрупкий поверхностный слой, представляющий твердый раствор кислорода в титане.

12

Алюминиевые сплавы

Деформируемый алюминиевый сплав АК6 относится к классу ковочных алюминиевых сплавов. Применяется в закаленном и искусственно состаренном (Т1) состоянии для изготовления несущих тяжелонагруженных деталей: фитингов, шпангоутов, кронштейнов, качалок.

Химический состав, %:

1,8–2,6 Cu; 0,7–1,2 Si; 0,4–0,8 Mg; 0,4–0,8Mn; Al – основа.

После закалки и искусственного старения сплав АК6 имеет сле-

дующие механические свойства: σв ≥ 39 кгс/мм2; σ0,2 ≥ 28 кгс/мм2;

δ ≥ 10 %.

Обрабатываемость резанием – В, давлением в интервале температур деформации 470–380 ºС – В, свариваемость – У.

Весь прокат обрабатывается в состоянии поставки. Поковки из АК6 высотой более 120 мм обрабатываются предварительно под термообработку с припуском 20 мм на сторону, затем закаливаются, далее производится окончательная обработка.

Материал получил наибольшее распространение при изготовлении несущих элементов конструкции вертолета (рис. 1.9, 1.10). Обработка выполняется исключительно на станках с ЧПУ.

Литейный алюминиевый сплав АЛ9 системы «алюминий – кремний» относится к классу силуминов. Применяется, в основном, для изготовления корпусных и иных деталей топливной и гидросистемы.

Химический состав, %: 6–8 Si; 0,2–0,4 Mg; Al – основа.

После закалки и естественного старения (Т4) имеет следующие

механические свойства:

σв ≥ 20 кгс/мм2; σ0,2 ≥ 14 кгс/мм2; δ ≥ 5 %.

Обрабатываемость резанием – У. Пример деталей из сплава АЛ9 дан на рис. 1.11.

13

Рис. 1.9. Детали вертолета, изготовленные из сплава АК-6Т1:

а – фитинг, габариты 620×550×110; б – боковина, габариты 1500×1065×230; в – фитинг, габариты 869×230×120; г – фитинг, габариты 150×180; д – шпангоут пола, габариты 1680×690×115

14

Рис. 1.10. Детали вертолета, изготовленные из сплава АК-6Т1:

а– нервюра, габариты 1700×670×130; б – шпангоут, габариты 1375×240×160; в

узел подредукторный, габариты 765×730×380; г – фитинг, габариты

770×265×50; д – плита, габариты 1704×650×40

15

а

б

Рис. 1.11. Детали гидросистемы вертолета, изготовленные из литейного сплава АЛ9

16

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ, ПОДВЕРГАЕМЫХ ОБРАБОТКЕ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств, обеспечивающих достижение оптимальных затрат в производстве, эксплуатации и ремонте при обеспечении заданных качества, объёма выпуска и условий выполнения работ [2, 3]. Обеспечение технологичности конструкции летательного аппарата, его узлов и деталей является одной из функций технологической подготовки производства, предусматривающей решение комплекса конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, снижение трудовых и материальных затрат, сокращение производственного цикла и продолжительности ремонта. Работы по улучшению технологичности конструкции выполняются на этапах разработки технического предложения, эскизного и технического проектирования, изготовления опытного образца, технологической подготовки серийного производства нового или модернизируемого изделия.

Специфика конструкции деталей авиастроения обусловлена необходимостью максимального снижения их веса при сохранении требуемых параметров кратковременной и длительной прочности, прилеганием к поверхностям, формирующим аэродинамические обводы летательного аппарата. Конструктивные особенности деталей летательных аппаратов определяются служебным назначением и жесткими требованиями по их увязке в конструкции агрегата. Эти обстоятельства резко осложняют отработку деталей авиационных конструкций на технологичность, повышают требования к тщательности ее выполнения.

С другой стороны, комплекс работ по улучшению технологичности каждого агрегата, узла, отдельной детали жестко регламентирован рамками документов, утвержденных КБ разработчика, ЦАГИ, НИАТ, ВИАМ и другими организациями, имеющими исключительное право разрешения на внесение любых изменений в конструкцию летатель-

ного аппарата. Требования технологичности элементов конструкции летательного аппарата всегда подчинены требованиям функциональности и надежности. Поэтому любые предложения по улучшению технологичности, которые могут хотя бы косвенно повлиять на надежность и тактико-технические показатели изделия, должны быть либо безусловно отвергнуты, либо пройти длительную цепь экспертиз, согласований и утверждений в перечисленных выше организациях.

Названные обстоятельства придают терминам «улучшение технологичности», «отработка технологичности» смысл, коренным образом отличающийся от того, что принят в других отраслях машиностроения. В частности, технолог серийного предприятия не вправе изменять без

17

Соседние файлы в предмете Технология машиностроения