Лекция 7. МАТИ - 3 курс.

Эффективность производства РН и КА. Технологичность конструкции РН и КА.

Эффективность производства РН и КА.

Эффективность производства РН и КА характеризуется такими показателями, как срок освоения изделия, цикл изготовления, производительность, стоимость изготовления, качество и надежность изделия.

Изделие – это РН или КА. Срок освоения изделия – это срок конструкторской и технологической подготовки производства. Конструкторская подготовка – выпуск конструкторской документации (чертежей и т.д.). Технологическая подготовка производства – разработка технологической документации (техпроцессы и т.д.), разработка оснастки и ее изготовление, закупка оборудования и материалов, создание кооперации. Цикл изготовления – сколько времени требуется для изготовления одного изделия, например, для изготовления одного РН нужен один год. Производительность – сколько деталей изготавливается за единицу времени. Стоимость изготовления – сколько денег требуется для изготовления одного изделия. Качество – соответствие изделия конструкторской и технологической документации. Надежность – безотказная работа изделия.

Чем лучше каждый из этих показателей, тем выше эффективность производства РН и КА.

Технологичность конструкции рн и ка.

Одним из важных факторов, определяющих эффективность производства, является технологичность конструкции РН или КА. Технологичность РН или КА - свойства конструкции, приводящие к оптимальным затратам труда, денег, материалов и времени при конструкторской и технологической подготовке производства, изготовлении и сборке, эксплуатации и ремонте.

В зависимости от области проявления технологичности различают следующие ее виды:

1) производственную технологичность - проявляющуюся в сокращении затрат труда, денег, материалов и времени при конструкторской подготовке производства (КПП), технологической подготовке производства (ТПП), при изготовлении, сборке, контроле и испытаниях;

2) эксплуатационную технологичность - проявляющуюся в сокращении затрат на техническое обслуживание, эксплуатацию и ремонт изделия.

В зависимости от готовности объекта различают технологичности:

а) изделия – целиком РН или КА;

б) сборочной единицы - узла, агрегата, блока, отсека РН или КА;

в) детали – отдельная деталь какого-либо отсека РН или КА;

г) заготовки – исходный материал для изготовления детали.

В зависимости от вида объекта различают технологичность конструкции:

1) по процессу изготовления – насколько технологичен конкретный процесс, например, обработка на фрезерном станке;

2) по форме поверхности – насколько сложная поверхность у детали и насколько сложно такую поверхность изготовить;

3) по размерам – размеры определяют все поверхности, из которых состоит деталь;

4) по материалам – насколько у материала хорошие литейные свойства, его свариваемость, его обрабатываемость давлением или его обрабатываемость на металлорежущих станках.

Технологичность конструкции изделия - понятие относительное. Технологичность конкретной конструкции изделия может быть различной, например изделие технологичное в условиях единичного производства может оказаться нетехнологичным для условий серийного производства.

Поэтому при определении технологичности конструкций изделий необходимо исходить из заданных конкретных производственных условий, к которым относятся вид изделия, тип производства, объем и повторяемость выпуска, специализация и оснащенность производства оборудованием и оснасткой, степень механизации и автоматизации производства, уровень квалификации рабочих.

Показатели технологичности.

Технологичность конструкции оценивается качественными или количественными показателями.

К качественным относятся: взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность и инструментальная доступность конструкции. Качественный показатель нельзя измерить цифрой, про него можно сказать хороший он или плохой, высокий или низкий, устраивает или не годится. Качественная оценка предшествует количественной оценке.

Количественный показатель уже можно характеризовать конкретной цифрой – сколько времени, материалов, денег и другие. Количественные показатели технологичности делятся на основные, характеризующие наиболее важные признаки технологичности, и дополнительные.

К основным показателям технологичности относятся себестоимость изделия.

К дополнительным показателям относятся:

1) технико-экономические показатели - трудоемкость различных работ и стадий изготовления, испытания.

2) технические показатели: степень унификации объектов и стандартизации; материалоемкость изделия; коэффициенты использования материала, точность обработки, шероховатости поверхности.

Общими требованиями технологичности, при всех способах обработки, можно назвать: уменьшение общего количества и наименований деталей, уменьшение количества сложных поверхностей, увеличение числа стандартных, нормализованных, унифицированных деталей и поверхностей, повышение коэффициента использования металла, регулируемость конструкции, контролепригодность, инструментальная доступность при обработке, сборке и контроле.

Технологичность конструкции изделия является результатом сотрудничества конструктора и технолога при создании изделия. У этого сотрудничества могут быть различные методы:

а) работа конструктора с последующим технологическим контролем чертежей, когда участие технолога выражается в небольших уточнениях конструкции с точки зрения технологичности;

б) работа конструктора совместно с технологом с самого начала проектирования изделия, когда технолог участвует в принятии решений на всех стадиях создания изделия;

в) одновременное конструктивно-технологическое создание изделия одним инженером, являющимся одновременно и конструктором, и технологом и разрабатывающим как конструкцию изделия, так и технологию его производства.

Наиболее оптимальным с практической точки зрения является второй метод.

Лекция 8. МАТИ – 3 курс.

Применяемые материалы.

В конструкции РН и КА применяются различные металлические и неметаллические материалы. Задача технологии состоит в том, чтобы иметь возможность обрабатывать заготовки из этих материалов для получения деталей и производить сборку отсеков из готовых деталей, например, с помощью сварки.

В создании конструкции РН и КА выбор материалов важен, т.к. от правильного выбора материалов зависят характеристики конструкции: ее масса, надежность, стоимость. Поэтому при выборе материалов к ним предъявляют следующие требования:

1. Материалы должны обеспечить получение конструкции минимальной массы. Чем легче конструкция РН, тем большую массу КА эта РН выведет в космос. А чем легче конструкция КА, тем больше научного, исследовательского и другого оборудования можно будет разместить на борту КА, что позволит КА более эффективно выполнить задачи полета. При конструировании отсеков, агрегатов и систем РН и КА внимание уделяют каждому килограмму их массы.

Материалы для конструкции минимальной массы должны иметь наибольшую прочность при малой плотности. Вот почему в РН и КА широко применяют сплавы из алюминия, который является легким и достаточно прочным при относительно невысокой стоимости; а также конструкции из композиционных материалов, легких по массе, но прочных.

2. Технологические свойства материала должны обеспечить возможность применения современных методов обработки деталей. Материал должен хорошо обрабатываться резанием, давлением, хорошо свариваться, иметь необходимые литейные свойства. Конечно, один материал не обязательно должен обладать сразу всеми перечисленными свойствами. Достаточно одного или двух в зависимости от вида обработки, которой подвергается этот материал.

Материалы должны позволять применять также современные методы при сборке отсеков из готовых деталей, сборке РН и КА из этих отсеков, проведении испытаний, транспортировки изделий.

3. Материалы должны обладать хорошими антикоррозионными свойствами и быть стойкими при работе в агрессивной среде, например, компонентов топлива. Для повышения антикоррозионных свойств используют химическое травление, грунтовки, эмали, лаки, покрывающие поверхность материала.

4. Материалы должны иметь хорошие механические характеристики (прочность, жесткость, пластичность) при действии низких температур компонентов топлива (жидкий водород -253 град.С, жидкий кислород -183 град.С) и холода космической среды. Материалы, из которых делают баки, трубопроводы, клапаны и другие детали не должны становиться хрупкими от низкой температуры.

5.При выборе материалов для КА учитывают влияние космической среды на их свойства. Характерные для космоса вакуум, солнечная и космическая радиация, низкие температуры в тени и нагрев на солнечной стороне орбиты оказывают влияние на структуру материалов, изменяя их свойства. В вакууме происходит испарение более летучих элементов с поверхности материала. Например, у алюминиевых сплавов испаряется летучий элемент Mg, входящий в сплав. Испарение в вакууме некоторых полимерных и композиционных материалов может составить до 10% их массы в год.

Радиационное облучение металлов изменяет их структуру, в результате снижается пластичность. При облучении органических материалов происходит повреждение структуры молекул, в результате, прочность и твердость увеличиваются, эластичность уменьшается, материал становится хрупким.