Совершенствование процесса производства изделий специального назначения на основе минимизации упругих деформаций ее тонкостенных компонентов во время механической обработки при закреплении

УДК 621. 9

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ МИНИМИЗАЦИИ УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ ЕЕ ТОНКОСТЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ВО ВРЕМЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ЗАКРЕПЛЕНИИ Курилов Илья Николаевич, генеральный директор Бахно Александр Львович, к.т.н., первый заместитель генерального

директора

Чуприков Артём Олегович, к.т.н., начальник отдела интеллектуальной

собственности ПАО «Тульский оружейный завод», г.Тула, Россия

В данной статье раскрываются технологические проблемы при изготовлении тонкостенных компонентов малогабаритных твердотопливных ракет. Приводятся способы повышения качества изготовления деталей на основе минимизации погрешности форм в поперечном сечении.

Ключевые слова: станок с ЧПУ, 3-х кулачковый патрон, разжимная цанга.

К продукции военного назначения относят малогабаритные твердотопливные ракеты. Это высокоточное оружие, что предъявляет повышенные требования к их тактико-техническим характеристикам.

Для выполнения поставленных характеристик необходимо обеспечить качество выпускаемой продукции.

В тоже время, продукция военного назначения должна быть проста по техническим решениям, иметь в производстве низкую трудоёмкость и себестоимость. Эти обстоятельства определили путь совершенствования не столько комплексов, сколько видоизменили и оптимизировали схемно-конструктивное выполнение малогабаритных твердотопливных ракет и их элементов. Существуют некоторые технические решения, позволяющие повысить надежность срабатывания частей малогабаритных твердотопливных ракет [1,2].

Такая постановка задачи потребовала создания комплекса новых технологий и построения технологических линий с применением современного оборудования для серийного производства малогабаритных твердотопливных ракет, а также создания системы управления качеством изготовления, соответствующей европейским стандартам.

В некоторых случаях, например, для обеспечения точности размеров и взаимного положения поверхностей сварных корпусов, окончательную обработку базовых поверхностей и крепежных резьб производят после сварки корпуса, являющимся одним из основных компонентов малогабаритных твердотопливных ракет. При этом кроме существующих типовых реко-

мендаций, следует учитывать и индивидуальные конструктивные особенности обрабатываемых единиц [2-12]. Так, для сварного корпуса, представленного на рис. 1, такой особенностью является наличие концентрично расположенного кольца, которые с помощью 3 - х перемычек жестко связано с основной корпусной частью сборки.

Распространённым решением для закрепления тонкостенных сварных корпусов является цанговый патрон. Сварной корпус нетехнологичен. Его специфика заключается в наличии с торца трех лапок, которые превышают диаметр корпуса (см. рис. 1). Такие обстоятельства требуют специальной доработки оснастки в патроне. Вследствие чего, применение цангового патрона является трудно решаемой задачей.

СЬарные швы

Твердость НЫС48. Технические требования; Расточить поверхность В и нарезать резьбу за один установ. Отклонения формы размера В; допуск круглости 0,07мм; цилиндричности 0,07мм; профиля продольного сечения 0,07мм/ перпендикулярности 0,05мм.

Рисунок 1 - Конструкция типового тонкостенного сварного корпуса

Растачивание внутреннего диаметра сварного корпуса и нарезание внутренней упорной резьбы выполняют, закрепляя заготовку сварного корпуса в 3 - х кулачковом патроне со специальными охватывающими секторами (рис. 2).

Наличие охватывающих секторов у 3 - х кулачкового патрона позволяет минимизировать величину огранки в поперечном сечении тонкостенного сварного корпуса и делает возможным отказаться от более трудоемких цанговых патронов, что повышает универсальность приспособления.

ч

Рисунок 2 - Конструкция патрона для зажима тонкостенного

сварного корпуса

Однако, на первых этапах при отработке технологии изготовления данного сварного корпуса на станке с ЧПУ модели 16А20Ф3С49 величина этой погрешности достигала 0,1 мм, что превышает допустимое предельные значения допусков. Технология данного этапа заключалась в следующем. Растачивание диаметра под резьбу и нарезание резьбы осуществляли за одну установку.

Использование охватывающих секторов делает возможным контакт с поверхностью закрепляемой заготовки либо по трем точкам, либо по шести в зависимости от радиуса кривизны заготовки и кулачка с охватывающим сектором.

Затем рассмотрена существующая технология изготовления сварного корпуса. По результатам проделанного анализа выявлено, что не меньшее влияние на точность обработки оказывают остаточные напряжения в тонкостенном сварном корпусе после сварочных операций, несмотря на то, что термическая обработка и правильное проведение сварочного процесса ослабляют их влияние.

Для минимизации влияния остаточных напряжений необходимо разделять черновое и чистовое растачивание и выполнять их как самостоятельные операции. Однако, обработка в такой стадийности не позволила существенно уменьшить упругие деформации поперечного профиля с отклонением от круглости 0,1 мм, что превышает допустимые предельные значения допусков. В связи с этим, предложено техническое решение, которое заключается в том, что после чернового растачивания (рис. 3, а) сварной корпус закрепляют в патроне с поворотом на 120° (рис. 3, б) и осуществляют чистовое растачивание с последующим нарезанием резьбы.

Ориентирующая метка

на патроне и на сварном Ориентирующая метка

и интерференция профилей поперечного сечения после обработки

После приведенной выше обработки наблюдается погрешность кругло-сти в форме овала с отклонением 0,05 мм. В данном процессе преобладает явление копирования погрешности - наследование. Непостоянство силы резания в процессе обработки является следствием неоднозначности изменения толщины срезаемого слоя.

Погрешность формы поперечного сечения сварного корпуса в этом случае будет представлять сумму предельных отклонений колебаний инструмента и заготовки в нормальном к ней направлении, т.е. сумму измеренных в том же направлении диаметров к их эллиптическим траекториям. После раскрепления сварного корпуса получаемая овальность накладывается на такую же овальность, но в другом направлении (см. рис. 3, в). При этом форма поперечного сечения сварного корпуса получается близкой к окружности.

Для минимизации упругих деформаций профиля сварного корпуса при закреплении в трехкулачковом патроне разработана дополнительная оснастка, в которой цанга используется как устройство, помещенное в полость корпуса. В результате этого, при закреплении в зоне сжатия стенки, показанной встречными стрелками, формируется встречное усилие (рис. 4).

Рисунок 4 - Схема установки разжимной цанги в сварном корпусе Такое решение позволяет минимизировать величину погрешности форм поперечного сечения без переустановки сварного корпуса в патроне станка

на 120° [13-15].

Разделение черновой и чистовой операции на самостоятельные с переустановкой корпуса с поворотом на 120° уменьшает количество брака по огранке растачиваемого диаметра в 2,25 раз.

Список литературы

1. Пат. № 153224 РФ, МПК F42B 12/18. Управляемый снаряд./ Курилов И.Н., Куроч-кин В.В., Сегал З.М., Старухин Е.Г., Пузанов А.Е., заявитель и патентообладатель ПАО «Тульский оружейный завод». №2014148197, заявл. 28.11.2014 г.

2. Пат. № 160321 РФ, МПК F42B 12/00. Управляемый снаряд./ Бахно А.Л., Старухин Е.Г., Сегал З.М., Елкин В.Л., заявитель и патентообладатель ПАО «Тульский оружейный завод». №2015123174, заявл. 16.06.2015 г.

3. Безъязычный В. Ф., Козлов В. А. Назначение оптимальных режимов резания с учетом заданных параметров точности обработки и шероховатости обработанной поверхности // Вестник Рыбинского государственного авиационного технического университета имени П. А. Соловьева, № 2 (21), 2011. С. 35 - 42.

4. Болотеин А. Н. Применение компьютерного моделирования при назначении технологических условий обработки высокоточных деталей // Вестник Рыбинского государственного авиационного технического университета имени П.А. Соловьева, № 3 (26), 2013. С. 104-108.

5. Ямников А.С., Чуприков А.О., Харьков А.И. Определение составляющих силы резания при точении в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала // Наукоемкие технологии в машиностроении. №11 (65). 2016. С. 31-36

6. Чуприков А.О., Ямников А.С. Повышение точности токарной обработки путем минимизации деформационных погрешностей // Проблемы и достижения в науке и технике: сб. научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Инновационный центр развития образования и науки. Омск, 2014. С. 15-17.

7. Ямников А.С. Основы технологии машиностроения: учебник // А.С. Ямников [и др.]; под ред. Ямникова А.С./ Тула, Изд-во ТулГУ. 2006 г. - 269 с.

8. Ямников А.С., Иванов В.В., Чуприков А.О. «Снижение систематических погрешностей при токарной обработке тонкостенных сварных корпусов» // Справочник. Инженерный журнал. № 9, 2013. С. 31-36.

9. Чуприков А.О., Иванов В.В. Повышение точности токарной обработки тонкостенных деталей // Вестник машиностроения. №6, 2012. С. 60 - 61.

10. А.Б. Yamnikov and A. O. Chuprikov. Chucks for Thin - Walled Blanks / ISSN 1068-798X, Russian Engineering Research. Vol. 35 No. 11, 2015. РР 838-840.

11. Чуприков А.О. Обеспечение точности при токарной обработке нежестких деталей // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып.10, 2012. С. 79 - 83.

12. Чуприков А.О., Иванов В.В., Ямников А.С. Обеспечение точности изготовления резьбовых полузамков на тонкостенных сварных корпусах: монография. Тула. Изд-во ТулГУ. 2014. 137 с.

13. Патент на полезную модель №143098 РФ, МПК В23В 31/16. Патрон для закрепления длинномерных нежестких тонкостенных заготовок / Чуприков А.О., Иванов В.В., Маликов А. А. Бюл. №19. 10.07.14.

14. Ямников А. С., Чуприков А. О., Иванов В.В. Уменьшение влияния технологической наследственности при токарной обработке тонкостенных сварных корпусов // Вестник Рыбинского государственного авиационного технического университета им. П.А. Соловьева. № 1 (28). 2014. С. 142-148.

15. Чуприков А.О., Ямников А.С. Моделирование погрешностей закрепления тонкостенных сварных корпусов в трехкулачковых патронах // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2014, №8-2. С. 18-22.

Kurilov Ilya Nikolaevich, General Director PJSC "Tula Arms Factory", Tula, Russia

Bakhno Alexander Lvovich, Cand.Tech.Sci., First Deputy General Director

PJSC "Tula Arms Factory", Tula, Russia

Chuprykov Artem Olegovich, Cand.Tech.Sci., Head of the Department of Intellectual Property

PJSC "Tula Arms Factory", Tula, Russia (Artemline@rambler.ru) 8-910-945-75-47

IMPROVEMENT OF PROCESS OF PRODUCTION OF PRODUCTS OF A SPECIAL PURPOSE ON THE BASIS OF MINIMIZATION OF ELASTIC DEFORMATIONS OF HER THIN-WALLED COMPONENTS DURING MACHINING WHEN FIXING Abstract. In this article technological problems at production of thin-walled components of small-sized rockets reveal. Ways of improvement of quality ofproduction of details on the basis of minimization of an error offorms are given in cross section. Keywords: the machine with ChPU, 3rd the cam boss, a razzhimny grip.

СОСТАВ И СТРУКТУРА НАБОРОВ ГЕОДАННЫХ КОМИТЕТА АРХИТЕКТУРЫ И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА КУРСКОЙ ОБЛАСТИ Макарьин Игорь Вячеславович, к.т.н., ведущий научный сотрудник 27 ЦНИИ МО РФ (2150000@mail.ru) 27 ЦНИИ МО РФ г.Москва, Россия Новиков Вадим Николаевич, аспирант (e-mail: 79508719570@yandex.ru) Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия

Определены состав и структура наборов геоданных типового комитета архитектуры и градостроительства. Приведен сводный перечень оперативно обновляемых слоев ГИС обеспечения развития территорий.

Ключевые слова. Данные дистанционного зондирования, геоинформационная система обеспечения развития территорий, информационное обеспечение, автоматизированная информационная система обработки геоданных, структурно-функциональная организация.

Введение. Настоящий этап развития экономики характеризуется возрастающей потребностью применения новых информационных технологий и разнородных данных, при построении инфраструктуры современных объектов региональной инфраструктуры [1-3]. Информационные данные дистанционного зондирования (ДДЗ) в таких объектах объектах выступают в роли системообразующим факторов в значительной мере определяющим облик построения и применения систем автоматизации [4-5].

В этих условиях важным и актуальным является создание структурно-функциональной организации и применения различных видов информаци-