§3. Структура процесса формирования качества изделия.

Заданный уровень качества закладывается при проектирова­нии изделия, реализуется при его изготовлении и поддерживается различными методами на всех этапах жизни изделия:

1. Разработка технического задания (ТЗ), в котором определяются основные тактико-технические требования. ТЗ разрабатывают организации, наиболее полно изучающие и обобщающие требования заказчика. Маркетинговые изделия определяют потребность какого-либо летательного аппарата. ТЗ разрабатывают различные институты, которые моделируют различные ситуации, в которых применяются различные летательные аппараты. Определяют состав и требования к летательному аппарату.

Как раньше было:

Проектирование

ЦК КПСС

ТЗ

Производство

Эксплуатация

Оформляется кредит в банке

Поиск возможных потребителей

Тактико-технические требования

Как сейчас:

Маркетинг

Эксплуатация

Производство

Проектирование

ТЗ

2. Разработка проекта изделия на основе требования ТЗ. Законченный проект представляет собой совокупность информации, полностью определяющей конструкцию будущего изделия и зафиксированная на различных носителей.

3. Технологическая подготовка производства летательного аппарата. На этом этапе реализуется (формируется) программа материализации изделия, которая оформляется в форме различной документации на изготовление изделия.

   

   10000

   Стоимость устранения несоответствия

4. Производство изделия. Задача состоит в точном воспроизведении летательного аппарата в соответствии с программой и информацией, предусмотренными технологической информацией.

1000

100

10

1

Технологическая подготовка производства

Производство

Эксплуатация

Этапы жизненного цикла изделия

Проектирование

ТЗ

Рис. 2.5. График зависимости стоимости устранения несоответствия стандартам качества от этапа жизненного цикла изделия.

5. Испытания. Проверка реализации конструкции летательного аппарата и его технических возможностей.

6. Эксплуатация изделия.

7. Утилизация изделия. §4. Источники получения корректирующей информации.

1. Эксплуатация изделий лидером – форсированная эксплуатация.

Массовая эксплуатация

Проектирование

Производство

Эксплуатация лидером

Рис. 2.6. Схема получения корректирующей информации.

2. Натурные (летные испытания) – жестко соответствуя программам полета.

3. Стендовые испытания – на различных стендах испытываются различные части ЛА

4. Информационное и математическое моделирование – использование различные средств (проектирование, отражения) на которых определяются несоответствия.

§5. Технологические методы обеспечения заданного ресурса.

Под ресурсом понимаемся число часов полета до предельного состояния, оговоренного в технической документации.

Величина ресурса в основном определяется усталостной проч­ностью конструкции.

Технология изготовления деталей и сборки узлов, агрегатов и систем самолетов оказывают важное, а часто и решающее влияние на усталостную прочность. Это влияние реализуется через изменение свойств и напряженно-деформированного состояния материала элементов конструкции, происходящее при их изготовлении, с помощью различных технологических процессов или при изменении режимов выполнения одного и того же технологи­ческого процесса.

При изготовлении деталей с помощью разных способов резания в местах обработки образуется поверхностный слой, отличный по своим свойствам от основного металла.

Глубина этого слоя зависит от свойств материала, вида и ре­жимов обработки и колеблется от 0,05 мм до 0,6 мм, а иногда и больше ( м и м соответственно).

Состояние поверхностного слоя характеризуется величиной и направлением неровностей, величиной и глубиной наклепа величиной, знаком и глубиной залегания остаточных напряжений химическим составом и структурой металла

Практика показывает, что при хорошем качестве основного металла (отсутствие пустот, внутренних трещин и др.) устало­стное разрушение металлических конструкций начинается с по­верхностных слоев металла.

Поэтому состояние поверхностного слоя прямо влияет на усталостную прочность конструкции.

Неровность поверхности деталей характеризуется волнистостью и шероховатостью.

Волнистость препятствует плотному прилеганию соединяемых элементов конструкции друг к другу. В местах контакта происходит интенсивное истирание (износ) материала, вследствие чего именно с этих мест начинаются усталостные разрушения.

Шероховатость характеризует микрогеометрию поверхности и образуется как результат взаимодействия инструмента и обрабатываемого материала. Величина шероховатости определяется видом (точение, фрезерование, шлифование и др.) и режимами (скорость, глубина резания и величина подачи) обработки и зависит существенно от жесткости системы станок – приспо­собление – инструмент – деталь (СПИД).

Особенно опасными с точки зрения усталостной прочности являются следы обработки, расположенные перпендикулярно направлению действия внешних усилий. В этом случае риска от обработки является концентратором напряжений, может стать местом возникновения трещины, приводящей к преждевременному разрушению конструкции.

Повышение чистоты поверхности, как правило, существенно увеличивает усталостную прочность конструкции. Особенно тща­тельно следует обрабатывать поверхности деталей из высоко­прочных материалов (В95, ЗОХГСНА и др.),

Упрочнение (наклеп) поверхностного слоя является следствием совместного воздействия упругопластических деформаций и ме­стного нагрева, возникающих в зоне резания.

Механические характеристики (пределы упругости, текучести, прочности и твердости) наклепанного слоя выше, чем основного металла. Вместе с тем уменьшается его пластичность, повышается хрупкость.

Меняются и физические свойства металла поверхностного слоя по сравнению с основной его массой: увеличивается электрическое сопротивление, уменьшается магнитная проницаемость.

Наклеп поверхностного слоя характеризуется его величи­ной , степенью и глубиной .

При обычных режимах резания глубина наклепа при обра­ботке среднепрочных сталей и алюминиевых сплавов не превышает 0,1. ..0.2 мм. При большей глубине резания и больших подачах глубина наклепа достигает 0, 5... 1,0 мм.

Степень наклепа определяется как отношение наибольшей величины наклепа поверхностного слоя к твердости основной массы металла:

Для обычных условий резания

Чрезмерная величина наклепа может привести к разрушению поверхностного слоя, которое может послужить местом возник­новения усталостной трещины.

Упрочнение поверхностного слоя, при котором сохраняются его пластические свойства, способствует повышению усталостной прочности конструкции.

Остаточные напряжения , которые образуются в поверх­ностном слое, оказывают очень большое влияние на усталостную прочность.

Так, при внешних растягивающих нагрузках остаточные напряжения сжатия снижают суммарные напряжения в конструк­ции и тем повышают ее усталостную прочность.

Различают три рода остаточных напряжений: напряжения первого рода или микронапряжения, охватывающие области, соизмеримые по объему с размерами детали; напряжения второго рода или микронапряжения, распределяющиеся в объемах одного или нескольких зерен металла; напряжения третьего рода или субмикроскопические напряжения, проявляющие свои влияния в пределах атомной решетки.

Наибольшее влияние на усталостную прочность оказывают напряжения первого рода. Вместе с тем выбор варианта и режимов обработки оказывает наибольшее влияние на характер и величину именно микронапряжений.

На образование , существенно влияют режимы обработки и геометрии инструмента, а также условия охлаждения при ре­зании.

Величина остаточных напряжений часто соизмерима, а иногда и превосходит напряжения от внешних нагрузок, достигая напря­жений предела прочности материала.

Так, при точении среднепрочной легированной стали они до­стигают 500...600 Па (50...60 ), алюминиевых сплавов-150...200 Па (15...20 ).

Существенное влияние на измерение ресурса оказывают также режимы и виды процессов термической обработки, образования защитных покрытий, выполнения соединений, сборки узловой агрегатов.