Повышение эффективности технологической подготовки производства лопаток компрессоров ГТД на основе разработки и реализации роботизированного комплекса штамповки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, кандидат наук Соколов Николай Николаевич

• Соколов Николай Николаевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Соколов Николай Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Анализ состояния вопроса в области штамповки лопаток компрессора ГТД

1.2. Современное состояние промышленной робототехники и перспективы ее развития

1.3. Автоматизация и роботизация производства лопаток

компрессора ГТД методом горячей штамповки

1.4. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования

2. МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСНОЙ УНИФИКАЦИИ ЗАГОТОВОК ЛОПАТОК С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ШТАМПОВОК

2.1. Основные принципы обеспечения технологичности

2.2. Методика обоснования целесообразности унификации

2.3. Унификация конструктивных элементов заготовок

2.4. Разработка и организация группового производства

2.5. Особенности обеспечения технологичности конструкции

изделия при организации группового производства

2.6. Модель автоматизации обеспечения технологичности

конструкции заготовок лопаток ГТД

2.7. Выводы по главе

3. РАЗРАБОТКА ГРУППОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ЗАГОТОВОК ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА В УСЛОВИЯХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

3.1. Исходные данные для разработки технологии

3.2. Описание разработанной технологии

3.3. Исследования по подбору режимов нагрева заготовок

перед штамповкой

3.4. Выводы по главе

4. КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ РОБОТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ШТАМПОВКИ

ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА ГТД

4.1. Обоснование схемы процесса проектирования РТК

4.2. Системный анализ роботизируемого производства

4.3. Разработка алгоритма проектирования РТК

4.4. Анализ номенклатуры заготовок лопаток компрессора ГТД

4.5. Постановка задачи проектирования РТК

4.6. Выводы по главе

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Разработка компоновки РТК

5.2. Разработка конструкции захватного устройства

5.3. Разработка конструкции магазина-накопителя

5.4. Разработка конструкций паллет

5.5. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности технологической подготовки производства лопаток компрессоров ГТД на основе разработки и реализации роботизированного комплекса штамповки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время доля импорта в себестоимости отечественного авиационного двигателестроения достаточно высока. В связи с этим развитие импортозамещения и экспорта отечественных ГТД становится особенно актуальным. Важнейшим условием, определяющим целесообразность импортозамещения, является возможность обеспечения необходимого инновационного уровня отечественных производств авиационных двигателей и признание их конкурентоспособности на внешних рынках. Модернизация существующих производств ГТД, прежде всего производство наиболее применяемых деталей, входящих в состав современных авиационных двигателей, позволяет обеспечить конкурентоспособность выпускаемых в РФ ГТД.

Производство лопаток ГТД занимает главное место в структуре производства газотурбинных двигателей. Это обусловлено наибольшей применяемостью (массовостью) этих деталей в составе двигателей; самым значительным весом в составе трудозатрат производства ГТД; наименьшим ресурсом, по сравнению с ресурсом других типов деталей.

Конструкция лопаток компрессора постоянно усложняется, повышается их нагружаемость, для изготовления применяются более труднообрабатываемые материалы. Сложность геометрической формы, применение труднодеформируемых и труднообрабатываемых материалов обусловливают низкий коэффициент использования металла (КИМ) и большую трудоемкость изготовления (до 35 % от общей трудоемкости изготовления ГТД).

Традиционные технологические процессы изготовления точных заготовок лопаток на большинстве предприятий отрасли, как в России, так и за рубежом, включают в себя несколько деформирующих операций (предварительное фасонирование, штамповка, калибровка, обрезка облоя) с многократным нагревом заготовок, что приводит к образованию дефектного слоя на заготовках и большим потерям металла в облой и окалину.

Применение более прогрессивных технологических процессов, таких как изотермическая штамповка, штамповка в режиме сверхпластического деформирования, высокоскоростная штамповка позволяют повысить точность штамповок и увеличить КИМ. Несмотря на это, основным недостатком данных методов остается высокая трудоемкость и высокая себестоимость изготовления заготовок лопаток компрессора.

Действительно, технология высокоточной штамповки (изотермической) содержит следующую последовательность переходов.

1. Заготовка в виде мерного прутка нагревается в электрической печи до температуры деформирования сплава из которого выполняется штамповка (около 800 °С для титановых сплавов).

2. Нагретая заготовка (пруток) на ковочной машине или прессе фасонируется, т.е. пруток деформируется приближаясь к окончательной форме штамповки (формируется предварительно хвостовик и перо лопатки). Переход выполняется с целью дальнейшего точного позиционирования заготовки в штампе.

3. Заготовка смазывается и вновь нагревается в печи до температуры деформирования материала, из которого она выполнена.

4. Нагретую заготовку устанавливают в штамп, предварительно покрытый специальной смазкой; и вновь деформируют. Причем этих переходов может быть два и более. Штамповку повторяют столько раз, сколько это необходимо для получения геометрии требуемого полуфабриката лопатки.

5. Полуфабрикат отправляют на дальнейшие операции по снятию альфиро-ванного слоя, удаления смазки, термическую обработку и т.д.

Наиболее значимыми с точки зрения трудозатрат являются переходы 1 - 4. Причем длительность процесса штампования 1...2 с., а длительность переходов по перемещению, установке, выбивке полуфабриката из штампа в сотни раз больше. Кроме того, все эти операции выполняются вручную.

Условия труда в технологических цехах штамповочного производства относятся к вредным для человека. Процессы горячей штамповки сопровождаются постоянными вибрациями, высоким уровнем шума, выбросами в атмосферу горячих газов, содержащих вредные вещества, образующиеся в результате нагрева заготовок перед деформированием металла и нанесением смазок, используемых для штамповок. В цехах высок уровень травматизма, связанный с транспортировкой тяжелых горячих полуфабрикатов, обсечкой облоя, разрушением заготовок и штампов под ударами пресса в случае дефектов материала заготовки или износа штампа.

Решением данных производственных проблем является полная автоматизация всего технологического передела горячей штамповки лопаток, позволяющая сократить вспомогательное время технологических переходов. Необходима разработка роботизированного комплекса автоматизированной штамповки заготовок лопаток компрессора ГТД, оснащение его специализированной штамповой осна-

сткой, модернизация и разработка специального оборудования для осуществления штамповки лопаток в автоматическом цикле.

Таким образом, настоящая работа, направленная на разработку и реализацию роботизированного комплекса автоматизированной штамповки, является актуальной и значимой в свете решения задачи повышения эффективности технологической подготовки производства лопаток компрессора ГТД.

Объектом исследования являются автоматизированные технологические процессы штамповки лопаток компрессора ГТД.

Предметом исследований настоящей работы является роботизированный комплекс автоматизированной штамповки.

Цель работы: повышение эффективности технологической подготовки производства лопаток компрессора ГТД на примере разработки и реализации роботизированного комплекса автоматизированной штамповки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать модель комплексной унификации заготовок лопаток с целью обеспечения технологичности конструкций штамповок с учетом технологических возможностей робототехнического комплекса (РТК).

2. Спроектировать групповую технологию горячей штамповки заготовок лопаток компрессора применительно к условиям автоматизированного производства.

3. Разработать концепцию роботизированного комплекса автоматизированной штамповки лопаток компрессора ГТД, включая методику его проектирования.

4. Практически реализовать результаты исследований посредством проектирования РТК штамповки заготовок лопаток компрессора.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1) разработаны модель и алгоритм проектирования РТК, основанные на принципе декомпозиции процесса проектирования и позволяющие учесть использование высокопроизводительного прессового оборудования и специфические особенности технологии изотермической штамповки в автоматизированном цикле;

2) предложен метод выбора температурных режимов нагрева заготовок лопаток компрессора перед штамповкой, основанный на анализе кривых сопротивления пластической деформации при осадке образцов;

3) на основе создания отдельных компонентов РТК реализовано технологическое обеспечение оптимальных условий процесса пластического деформирования труднообрабатываемых материалов на основе титана.

Практическая ценность работы состоит в разработке роботизированного технологического комплекса штамповки лопаток компрессоров ГТД, позволяющего повысить эффективность технологической подготовки производства.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности 05.07.05 -Тепловые, электроракетные двигатели и энергетические установки летательных аппаратов. Соответствует п. 9 - Теоретические основы и технологические процессы изготовления деталей двигателей и агрегатов летательных аппаратов, включая технологическую подготовку производства, в том числе автоматизированные системы проектирования и управления, технологические процессы и специальное оборудование для формообразования и обработки деталей двигателей, их защита.

Методы диссертационного исследования. В работе использовались: основы проектирования ГТД; теоретические основы изготовления деталей газотурбинных двигателей; теория групповой обработки; теория пластического деформирования; методики автоматизации производственных процессов.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

В настоящий момент и на ближайшую перспективу газотурбинные двигатели стали основной силовой установкой для транспортного и энергетического машиностроения. Газотурбинные двигатели широко используются: в гражданской авиации (силовые установки для пассажирских и транспортных самолетов); в военной авиации (силовые установки для фронтовой и стратегической авиации, крылатых ракет и боевых вертолетов); в гражданском и военном судостроении (силовые установки главных и вспомогательных приводов); в энергетике (силовые установки для производства электроэнергии и перекачки газа).

Столь широкое распространение ГТД получили благодаря своим техническим характеристикам, обусловленным реализацией передовых научных и технологических решений. Эти решения по сравнению с другими силовыми установками, отличными от ГТД, характеризуются более высоким уровнем основных показателей [1, 2, 3]:

- более совершенной термодинамикой;

- более высокими удельными показателями массы и объема;

- более высокими значениями рабочих температур;

- газодинамическим совершенством компрессоров и турбин;

- объемной теплонапряженностью и экологическим совершенством камер сгорания;

- эффективным охлаждением и теплозащитой горячих элементов;

- применением альтернативных видов топлива;

- эксплуатационной надежностью.

Согласно прогнозам большинства компаний производителей авиатехники (Boeing, Airbus, CFMI и др.) парк гражданских самолетов вместимостью свыше 20 мест в ближайшие 10...15 лет увеличится вдвое [4, 5]. До 2030 г. потребность авиакомпаний мира в новых воздушных суднах (ВС) составит от 27 000 до 33 500 ед., списано за этот же период будет от 8 200 до 13 400 ВС. Потребность в новых региональных магистральных самолетах (РМС) (сегмент SSJ100) на этот же период составит около 4 500...6 000 ВС. В настоящее время на рынке фигурируют две компании: Bombardier и EMBRAER. Однако, в силу высокой привлекательности рынка РМС на него выходят и новые игроки с самолетами SSJ100, ARJ21, MRJ, Ан-148.

Дальнейшее развитие ГТД, создание силовых турбин пятого и последующих поколений требуют углубленных исследований в области теории горения, газовой динамики, теплообмена, прочности, теории управления и диагностики, а также разработки новых технологических процессов и комплексной организации всех стадий научно-технических разработок.

В авиационной отрасли разработана концепция развития газотурбинных двигателей, в основе которой лежит необходимость самостоятельной разработки в России ГТД нового поколения, в том числе и с целью импортозамещения. Двигатели нового поколения по сравнению с ГТД предыдущего поколения должны иметь в 1,5...2 раза меньший удельный вес и объем; на 15...30% меньший расход топлива. При этом должен быть повышен уровень эксплуатационных характеристик, а именно: увеличена надежность не менее чем на 60...80%; увеличен ресурс; снижена трудоемкость изготовления не менее чем в 2 раза; снижена стоимость жизненного цикла не менее чем в 1,5 раза.

Обеспечение производства принципиально нового вида ГТД требует решения большого количества научно-технических проблем, в т. ч. развития технологического обеспечения производства лопаток (рис. 1.1) статора и ротора компрессоров в соответствии с 1-м классом точности согласно ОСТ 1.02571-86.

Рисунок 1.1 - Лопатки компрессора двигателя Sam146

Технологические процессы должны осуществляться в условиях автоматизированного производства, исключив необходимость размерной абразивной обработки проточной части лопаток, а также необходимость ручной доводки. Реализация таких технологий возможна только, если в качестве заготовок использовать штамповки, соответствующие 5 классу точности согласно ОСТ 1.41717-78.

1.1. Анализ состояния вопроса в области штамповки лопаток компрессора ГТД

Создание конкурентоспособных авиационных двигателей с хорошими экономическими показателями производства обусловливает необходимость разработки быстропереналаживаемых и экономически выгодных технологических процессов изготовления отдельных деталей, в частности, лопаток компрессоров ГТД.

Требования к циклической прочности лопаток компрессора обусловливают метод получения заготовок в виде горячей штамповки. Она может быть изотермической или высокоскоростной, но в любом случае заготовка должна иметь высокие механические характеристики деформированного при штамповке материала.

Традиционная объемная штамповка лопаток компрессора ГТД включает следующие операции:

1) набор металла под замок высадкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) за 3 перехода;

2) одна или две штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП);

3) обрубка облоя на эксцентриковых или кривошипных прессах;

4) окончательная штамповка (калибровка) на КГШП.

КИМ при этом составляет 0,05... 0,25, а величина припуска под последующую обработку - 1,5...2,5 мм и более.

Точная объемная штамповка или, так называемая, прецизионная штамповка отличается от объемной штамповки, тем, что окончательная штамповка (калибровка) производится в штампах напряженной конструкции из быстрорежущей стали, закаленной до высокой твердости, а перед каждой штамповкой заготовки никелируют для исключения окисления при их нагреве. После каждой операции штамповки никель удаляют посредством травления. За счет этого КИМ удается

повысить на 15...20%, а припуск по перу снизить до 0,2...0,4 мм. Однако данный процесс характеризуется большим числом операций и высокой трудоемкостью.

Таким образом, при использовании указанных выше методов заготовки лопаток получают с большими значениями припусков, что требует в последующем многократной обработки всего наружного контура детали. Вследствие этого коэффициент использования материала крайне низок.

Проблемы изготовления лопаток компрессора связаны не только со сложностью формы штамповки, но и с предъявляемыми к ним высокими требованиями по точности. У штамповок лопаток последних ступеней компрессора отношение площади поперечного сечения хвостовика к площади поперечного сечения проточной части постоянно растет. Поэтому их изготовление требует увеличения числа переходов штамповки, что в свою очередь приводит к увеличению количества металла, уходящего в облой, увеличивает нормы расхода материала.

В этой связи существует необходимость совершенствования заготовительного производства посредством разработки и внедрения процессов штамповки (объемного деформирования), осуществляемых в условиях высоких температур, обеспечивающих минимальное количество переходов штампования.

Более того, поскольку эти процессы требуют стабилизации режимов штамповки, то необходимо осуществлять штамповку лопаток исключительно в автоматическом цикле, обеспечивающем стабильные характеристики состояния полуфабриката на всех этапах штамповки.

Повысить КИМ и уменьшить припуски под последующую обработку возможно посредством применения технологии высокоточной изотермической штамповки, которая содержит следующую последовательность переходов:

1) заготовка в виде мерного прутка нагревается в электрической печи до температуры деформирования сплава из которого выполняется штамповка (около 800° С для титановых сплавов);

2) нагретая заготовка (пруток) на ковочной машине или прессе фасонируется, т.е. пруток деформируется приближаясь к окончательной форме штамповки (формируется предварительно хвостовик и перо лопатки);

3) заготовка смазывается и вновь нагревается в печи до температуры деформирования материала, из которого она выполнена;

4) нагретую заготовку устанавливают в штамп, предварительно покрытый специальной смазкой; и вновь деформируют (причем этих переходов может быть два и более: штамповку повторяют столько раз, сколько это необходимо для получения геометрии требуемого полуфабриката лопатки);

5) полуфабрикат отправляют на дальнейшие операции по снятию альфиро-ванного слоя, удаления смазки, термическую обработку и т.д.

Этот процесс позволяет уменьшить припуски по перу до 0,2...0,6 мм и повысить КИМ до 0,3.. .0,4. Недостатком изотермической штамповки является высокая трудоемкость.

Развитие научного подхода к решению задач обработки металлов давлением и обобщение накопленного практического опыта являются предпосылками создания эффективных технических решений, направленных на интенсификацию штамповочного производства лопаток компрессоров.

Вопросы заготовительного производства, процессы штамповки в общем и авиационном машиностроении, свойства и особенности титановых сплавов рассматривались в работах многих отечественных и зарубежных ученых:

A. М. Сулимы [6, 7, 8], А. В. Подзея [6, 7], В. И. Омельченко [9], В. В. Крымова [10, 11], Ю. С. Елисеева [11, 12], А. Г. Бойцова [12, 14, 15], Л. А. Хворостухина [12, 14], К. И. Зудина [11], Э. А. Манушина [13], В. Е. Михальцева [13],

B. А. Лиховицера [16], В. Ф. Сорокина [16], Е. Р. Липского [15], К. Б. Балушок [16, 17], J. Fix [18], D. H. Norrie [19], J. Haton [20], G. Pijier [21] и др. Значительных успехов в этой области достигли ученые НПУ «ХПИ», НИИТавтопрома, Ом-ГТУ, МГТУ «Станкин».

Наиболее важными достижениями в области штамповки лопаток являются разработанные способ изготовления лопаток из двухфазного титанового сплава; способ изготовления лопаток из титановых сплавов методом точной объемной штамповки; способ изготовления штамповок лопаток из двухфазного титанового сплава. Однако их анализ, представленный в табл. 1.1, выявил ряд существенных недостатков, устранить которые возможно посредством реализации разработанного на ОДК - Сатурн технического предложения, а именно, способа изготовления штамповок лопаток из двухфазного титанового сплава [22].

Согласно данному способу исходную заготовку в виде прутка подвергают фасонированию. Затем производят изотермическую штамповку предварительно смазанной и нагретой фасонированной заготовки на гидравлическом прессе. После обрезки облоя осуществляют размерное химическое травление альфированно-го слоя штамповки и ее вакуумную термообработку. Далее правят нагретую штамповку методом изотермической термофиксации в нагретом штампе. Температура термофиксации ниже температуры вакуумной термообработки на 20...80 °С. Выдержка под давлением от 2 кгс/мм составляет не менее 3 минут.

Таблица 1.1 - Сравнительный анализ способов штамповки лопаток

№ п/п Наименование способа Сущность Недостатки Выводы

1 Способ изготовления лопаток из двухфазного титанового сплава [23] Предусматривает изготовление лопаток за несколько этапов: изготовление фасонной заготовки, предварительная штамповка, обрезка облоя, охлаждение в воде, окончательная штамповка, охлаждение на воздухе и последующая термическая обработка - низкое качество получаемых штамповок из-за раздельного формования центральной части пера и кромок пера лопатки; - повышенное коробление пера лопатки, вызванное разницей внутренних напряжений между центральной частью и кромками пера лопатки; - интенсивный внутренний нагрев кромок пера по причине высокой скорости деформирования на гидровинтовых прессах; - неравномерность структуры материала в зоне входной и выходной кромок пера, а также в центральной зоне, обусловленные разными степенями деформации. Снижается усталостная прочность и точность изготовления лопаток

Продолжение таблицы 1.1

№ п/п Наименование способа Сущность Недостатки Выводы

2 Способ изготовления лопаток из титановых сплавов методом точной объемной штамповки [24] Выполняют фасонирование прутковой заготовки, предварительную штамповку с формированием хвостовика лопатки, окончательную штамповку с формированием штамповки, максимально близкой к готовой детали - высокая трудоемкость; - коробление штамповки вследствие того, что металл имеет большие внутренние напряжения после операций штамповки и калибровки по причине большого перепада сечений в области перехода от перьевой зоны к хвостовику штамповки лопатки Исправление значительного коробления профиля пера невозможно повторной операцией «калибровка» из-за уменьшения размеров штамповки лопатки после операции размерного химического травления. Это приводит к значительному увеличению брака при изготовлении штамповок без припуска по перу.

Окончание таблицы 1.1

№ п/п Наименование способа Сущность Недостатки Выводы

3 Способ изготовления штамповок лопаток из двухфазного титанового сплава [25] Исходную заготовку в виде прутка подвергают фасонированию, затем выполняют изотермическую штамповку на гидравлическом прессе с предварительной смазкой и нагревом заготовки, обрезку об-лоя, операцию правки полученной штамповки и вакуумную термообработку - повышенное коробление профиля пера при операциях обдувка, кислотное химическое травление и последующая вакуумная термообработка Устранение коробления профиля пера невозможно повторной операцией «изотермическая калибровка» из-за уменьшения размеров штамповки после операции размерного химического травления. Нагрев под повторную операцию «изотермическая калибровка» приведет к образованию альфированного слоя, а также потребует повторного химического травления, что повысит процент брака по геометрии штамповок.

В результате обеспечивается снятие остаточных напряжений с сохранением геометрических размеров штамповки, что позволяет исключить ее дальнейшее коробление, увеличение коэффициента использования металла за счет получения пера и проточной части полки хвостовика лопатки без припуска и уменьшение количества последующих механических операций по обработке профиля пера лопатки.

1.2. Современное состояние промышленной робототехники и перспективы ее развития

Один из способов повышения эффективности производства - это автоматизация технологических процессов, в которой, в настоящее время, все большую роль играет роботизация.

Для реализации процесса изотермической штамповки лопаток компрессора ГТД, в настоящее время все больше применяются роботизированные технологические комплексы (РТК), состоящие из технологического оборудования, осуществляющего полный цикл штамповки; средств автоматизации, объединяющих системы загрузки, выгрузки деталей с рабочих позиций и их транспортировку между рабочими местами.

РТК обеспечивает постоянство циклов нагрева заготовки перед деформированием материала; минимально возможное время переноса заготовки из зоны нагрева под пресс; выполнение многопереходной штамповки, сопровождаемой автоматическим нанесением смазки на штамп; выгрузку готовых полуфабрикатов [26].

Многие компании по всему миру в настоящее время делают серьезный упор на использование роботов в своем производстве. Тенденция увеличения парка роботов наблюдается и в отечественном промышленном производстве, что обусловлено рядом объективных факторов: стремлением к повышению производительности труда, необходимостью обеспечения высокого качества продукции и его стабильности при больших партиях или при частых изменениях объектов производства и потребительского рынка [27, 32].

На основании результатов исследований, проведённых международной федерацией робототехники можно выделить следующие преимущества автоматизации и роботизации производства [28 - 33]:

1) увеличение производительности;

2) повышение качества продукции;

3) снижение эксплуатационных расходов;

4) улучшение условий труда персонала;

5) повышение гибкости производства;

6) уменьшение количества отходов и повышение процента выхода годной продукции;

7) повышение уровня безопасности рабочего места;

8) уменьшение текучести кадров и трудностей при найме персонала;

9) снижение капитальных затрат;

10) снижение необходимых производственных площадей.

Стратегия каждого предприятия индивидуальна, так как индивидуальны технологии, организация производства и управления, используемые при производстве конкретных типов изделий.

Однако существуют общие тенденции, которые необходимо учитывать для того, чтобы быть конкурентоспособным в отрасли. Предлагаются следующие основные принципы технической политики в области автоматизации и роботизации.

1. Принцип комплексности подхода

Все важнейшие компоненты процесса - объекты производства, кадры, технологии, основное и вспомогательное оборудование, контроль качества, программы управления и системы обслуживания, удаление отходов и т.п. - должны быть подняты на более высокий уровень. Достаточно упустить лишь один из элементов, например, конструкцию изделия и её возможные варианты, и все системные мероприятия окажутся неэффективными. Комплексный подход напрямую связан с необходимостью достижения конечных целей программы технологического перевооружения предприятия и поэтому заранее предусматривает «этапность» и «этажность» реализации проекта, устранение максимального количества узких мест и нежелательных явлений.

Применение современных средств автоматизации и роботизации позволяет создавать комплексы со многими одновременно действующими механизмами и инструментами, которые в десятки раз производительнее традиционных. Роботизация и автоматизация становятся инструментами объединения разрозненного технологического оборудования в комплексные гибкие автоматизированные системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соколов Николай Николаевич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Прогрессивные технологии моделирования, оптимизации и интеллектуальной автоматизации этапов жизненного цикла авиационных двигателей: Монография / А. В. Богуслаев и др.; под ред. Д. В. Павленко, С. А. Субботина. - Запорожье: ОАО «Мотор Сич», 2009. - 468 с.

2. Иноземцев, А. А. Газотурбинные двигатели / А. А. Иноземцев, В. Л. Сан-драцкий. - Пермь: ОАО «Авиадвигатель», 2006. - 1204 с.

3. Братухин, А. Г. Авиастроение России / А. Г. Братухин. - М.: Машиностроение, 1995. - 392 с.

4. Прогноз Airbus по развитию рынка [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.bglogist.com/2016/07/12/prognoz-airbus-razvitie-rinka/

5. Прогноз рынка компании Boeing [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://avianews.info/prognoz-rynka-kompanii-boeing/

6. Евстигнеев, М. И. Технология производства двигателей летательных аппаратов / М. И. Евстигнеев, А. В. Подзей, А. М. Сулима. - М.: Машиностроение, 1982. - 263 с.

7. Сулима, A. M. Основы технологии производства воздушно-реактивных двигателей / А. М. Сулима, А. А. Носков, А. В. Подзей и др. - М.: Машиностроение, 1993. - 480 с.

8. Сулима, A. M. Основы технологии производства газотурбинных двигателей / А. М. Сулима, А. А. Носков, Г. З. Серебренников. - М.: Машиностроение, 1996. - 480 с.

9. Способ изготовления сопловых и направляющих лопаток газотурбинных двигателей // Авторское свидетельство СССР №788522. 1980. Бюлл. №46 / В. И. Омельченко, Ю. С. Кресанов и др.

10. Абраимов, Н. В. Авиационное материаловедение и технология обработки металлов / Н. В. Абраимов, Ю. С. Елисеев, В. В. Крымов; под ред. Н. В. Аб-раимова. - М.: Высш. шк., 1998. - 444 с.

11. Крымов, В. В. Производство лопаток газотурбинных двигателей / В. В. Крымов, Ю. С. Елисеев, К. И. Зудин. - М:. Машиностроение, 2002. - 376 с.

12. Елисеев, Ю. С. Технология производства авиационных газотурбинных двигателей / Ю. С. Елисеев, А. Г. Бойцов, В. В. Крымов и др. - М.: Машиностроение, 2003. - 512 с.

13. Манушин, Э. А. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок / Э. А. Манушин, В. Е. Михальцев, А. П. Чернобровкин. - М.: Машиностроение, 1977. - 447 с.

14. Скибин, В. А. Двигатели летательных аппаратов. Особенности изготовления и испытаний / В. А. Скибин, Ю. И. Павлов, А. Г. Хворостухин и др.; под ред. В. А. Скибина. - М.: «МАТИ»-РГТУ, 2001. - 257 с.

15. Бойцов, А. Г. Перспективные технологии авиастроения / А. Г. Бойцов, В. Б. Дудаков // РИТМ Машиностроения. - 2016. - №5. - С. 10-14.

16. Лиховицер, В. А. Автоматизированное проектирование и изготовление оснастки со сложнофасонными поверхностями в ОАО «Мотор Сич» / В. А. Лиховицер, В. Ф. Сорокин, Е. Р. Липский и др. // Кузнечно-штамповочное производство. - 2002. - №7. - С. 31-34.

17. Богуслаев, В. А. Автоматизация технической подготовки производства в ОАО «Мотор Сич» / В. А. Богуслаев, П. Д. Жеманюк, В. Ф. Мозговой и др. // Технологические системы. - 2003. - № 3. - С. 5-11.

18. Fix, J. Mechanism of explosive welding of materials / J. Fix // Dymat'88, Ajaccio-France, Sept. 19-23, 1998.

19. Maturana, F. Multi-Agent Mediator Architecture for Distributed Manufacturing / F. Maturana, D. H. Norrie // Journal of Intelligent Manufacturing. - 1996. - №7. - P. 257-270.

20. Haton, J. Grunlanden und Anwendung des sprengplattierens / J. Haton // Natur Wissenchaften S.J.J. - 1970. - H 10. - P. 487-493.

21. Pijier, G. Fundamental impact-welding parameter an experimental investigation usink 76-mm powder cannon / G. Pijier // J. Appl.Phys. - 1980. - №7. - P. 37063714.

22. Способ изготовления штамповок лопаток из двухфазного титанового сплава // Патент РФ №2525961. 2013 / В. В. Андреев, В. Б. Быстров, Р. А. Казаков.

23. Способ изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов // Авторское свидетельство №660770. 1977. Бюлл. № 17 / В. А. Корнеев, М. Н. Туту-нин.

24. Способ изготовления деталей точной объемной штамповкой // Патент РФ № 2355503. 2004 // М. Беньон, К. Куньо, М. Лепти и др.

25. Леонов, Б. Н. Технологическое обеспечение проектирования и производства газотурбинных двигателей / Б. Н. Леонов, А. С. Новиков, Е. Н. Богомолов и др. - Рыбинск: Рыбинский дом печати, 2002. - 407 с.

26. Кожина, Т. Д. Автоматизация технологии изготовления газотурбинных авиационных двигателей. В 2-х ч. Ч. 2 / Т. Д. Кожина, И. Д. Юдин, В. А. Полетаев и др.; под ред. Т. Д. Кожиной и И. Д. Юдина - М.: Машиностроение, 2012.- 272 с.

27. Статистика: Промышленные роботы в цифрах [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://robotforum.ru/novosti-texnogologij/promyishlennyie-robotyi-v-czifrax.html.

28. Егоров, В. Б. Анализ развития промышленной робототехники в мире / В. Б. Егоров, П. С. Голубков // Автоматизация технологических и бизнес-процессов. - 2015. - Т 7. - №2. - С. 4-13.

29. Тягунов, О. А. Математические модели и алгоритмы управления промышленных транспортных роботов / О. А. Тягунов // Информационно-измерительные и управляющие системы. - 2007. - Т. 5. - № 5. - С. 63-69.

30. International Federation of Robotics [Электронный ресурс] - Режим доступа: www.ifr.org.

31. Promoting Excellence in European Robotics [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www. eu-robotics.net/about/about-eurobotics-aisbl/

32. Техническая планета. Робототехника. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://tehplaneta.ru/category/robototekhnika

33. Комков, Н. И. Перспективы и условия развития робототехники в России / Н. И. Комков, Н. Н. Бондарева // МИР (Модернизация. Инновации. Развитие). -2016. - Т. 7. - № 2. - С. 8-21.

34. Belfingroup. Роботизированные технологии [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://belfingroup.com/o-belfingrupp/publikaczii/kompleksnoe-texperevooruzhenie. html.

35. Kukarobotics [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.kuka-robotics.com/russia/ru/products/.

36. Fanuc [Электронный ресурс] - Режим доступа: http: //www. fanuc.co.j p/en/product/robot/index.html.

37. ABB [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.abb.ru/robotics.

38. Степанский, Л. Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением / Л. Г. Степанский. - М. : Машиностроение, 1979. - 215 с.

39. Степанский, Л. Г. Прогнозирование надёжности технологических процессов, инструмента и машин в обработке металлов давлением / Л. Г. Степанский. - М.: Машиностроение, 2015. - 288 с.

40. Гун, Г. Я. Теоретические основы обработки металлов давлением (теория пластичности) / Г. Я. Гун. - М.: Металлургия, 1980. - 456 с.

41. Полухин, П. И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов / П. И. Полухин, Г. Я. Гун, А. М. Галкин. - М.: Металлургия, 1983. -352 с.

42. Овчинников, А. Г. Основы теории штамповки выдавливанием на прессах / А. Г. Овчинников. - М.: Машиностроение, 1983. - 200 с.

43. Зарубин, В. С. Природа пластической деформации / В. С. Зарубин, А. Г. Овчинников. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1990. - 136 с.

44. Евстратов, В. А. Теория обработки металлов давлением / В. А. Евстра-тов. - Харьков: Вища школа, 1981. - 248 с.

45. Навроцкий, Г. А. Холодная объемная штамповка / Г. А. Навроцкий. -М.: Машиностроение, 1973. - 498 с.

46. Колмогоров, В. Л. Механика обработки металлов давлением / В. Л. Колмогоров. - М.: Металлургия, 1986. - 689 с.

47. Колмогоров, В. Л. Напряжения, деформации, разрушение / В. Л. Колмогоров. - М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

48. Кроха, В. А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации / В. А. Кроха. - М.: Машиностроение, 1980. - 157 с.

49. Тетерин, Г. П. Основы оптимизации и автоматизации проектирования технологических процессов горячей объемной штамповки / Г. П. Тетерин, П. И. Полухин. - М.: Машиностроение, 1979. - 284 с.

50. Алиев, Ч. А. Система автоматизированного проектирования технологии горячей объемной штамповки / Ч. А. Алиев, Г. П. Тетерин. - М.: Машиностроение, 1987. - 227 с.

51. Калимулин, М. Ш.Разработка и внедрение технологических процессов изготовления точных заготовок компрессорных лопаток ГТД на ОАО «Моторостроитель» / М. Ш. Калимулин М. Ш., Г. И. Комар и др. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королёва.

- 2006. - № 2-1. - С. 28-32.

52. Болховитин, М. С.Повышение эффективности управления технологическим процессом точной штамповки при изготовлении лопаток компрессора ГТД / М. С. Болховитин, Н. Н. Королев, В. П. Монахова // Труды МАИ. - 2015. - № 81.

- С. 15.

53. Терентьев, В. В. Проблемы выбора технологий производства лопаток компрессоров ГТД / В. В. Терентьев, А. В. Ионов, М. С. Болховитин // Русский инженер. - 2012. - № 5. -С. 44-47.

54. Полетаев, В. А. Технология автоматизированного производства лопаток газотурбинного двигателя / В. А. Полетаев. -М.: Машиностроение, 2006. - 130 c.

55. Мамаев, В. Б. Выбор и назначение технологических параметров изотермической штамповки заготовок лопаток ГТД с учетом размерной стойкости деформирующего инструмента / В. Б. Мамаев, М. Л. Первов, В. А. Кочетков // Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева. - 2013. - № 3. - С. 50-59.

56. Волков, С. А. Автоматизация процессов штамповки лопаток компрессора ГТД как средство повышения эффективности производства / С. А. Волков, Т. Д. Кожина // Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева. - 2016. - № 4. - С. 30-33.

57. Electrotherm Electrical & Metal Products Ltd [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.electrothermindustry.com.

58. ИЛК - ИНЖИНИРИНГ [Электронный ресурс] - Режим доступа: www.Ilk.ru.

59. Buderus Edelstahl Schmiedetechnik GmbH [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.buderus-steel.com/buderus/en.

60. ОАО «ЭНИКмаш-В» - Кузнечно-прессовое оборудование [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.enikmash.ru/?p=2&cat=12.

61. Технологичность конструкции изделия: Справочник /Ю. Д. Амиров, Т. К. Алферова, П. Н. Волков и др.; под общ. ред. Ю. Д. Амирова. - М.: Машиностроение, 1990. - 768 с.

62. Колганов, И. М. Технологичность авиационных конструкций, пути повышения. Ч. 1 / И. М. Колганов, П. В. Дубровский, А. Н. Архипов. - Ульяновск: УлГТУ, 2003. - 148 с.

63. Говорков, А. С. Методика количественной оценки технологичности конструкции изделий авиационной техники / А. С. Говорков // Авиационная техника. - 2013. - Т. 20. - № 1. - С. 31-37.

64. ГОСТ 23945.0-80. Унификация изделий. Основные положения. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 8 с.

65. Бауман, Н. Я. Технология производства паровых и газовых турбин / Н. Я. Бауман, М. И. Яковлев, И. Н. Свечков. - М.: Машиностроение, 1973. - 464 с.

66. Амиров, Ю. Д. Стандартизация и проектирование технических систем / Ю. Д. Амиров. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 312 с.

67. Полухин, П. И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: справочник / П. И. Полухин, Г. Я. Гун, А. М. Галкин. - М.: Металлургия, 1983. - 351 с.

68. Шермергор, Т. Д. Поглощение энергии сталью при пластическом сжатии / Т. Д. Шермергор // ФММ. - 1959. - Т. 7. - Вып. 1. - С. 146-150.

69. Хоткевич, В. И. Поглощение энергии при низкотемпературном деформировании металлов / В. И. Хоткевич, Э. Ф. Чайковский, В. В. Зашквара // ФММ.

- 1955. - Т. 1. - Вып. 2. - С. 206 - 217.

70. Панин, В. Е. Влияние трения на торцах на поглощение энергии при сжатии / В. Е. Панин // ФММ. - 1966. - Т. 3. - Вып. 1. - С. 172 -178.

71. Грешнов, В. М. Прогнозирование разрушения металлов в процессах холодной пластической деформации. Сообщение 1. Приближенная модель пластической деформации и разрушения металлов / В. М. Грешнов, Ю. А. Лавриненко,

A. В. Напалков // Пробл. прочности. -1999. - № 1. - С. 76-85.

72. Казо, И. Ф. Влияние структурных факторов на механизмы деформации и разрушения кремния и германия / И. Ф. Казо, И. В. Гриднев, Ю. В. Мильман,

B. И. Трефилов // Металлофизика. - 1980. - № 5. - Т. 2. - С. 56 - 64.

73. Дель, Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости / Г. Д. Дель. - М.: Машиностроение, 1971. - 200 с.

74. Фридман, Я. Б. Механические свойства металлов: справочник. В 2-х ч. Ч. 2. Механические испытания. Конструкционная прочность / Я. Б. Фридман. -М.: Машиностроение, 1974. -368 с.

75. Дрозд, М. С. Определение механических свойств металла без разрушения / М. С. Дрозд. - М.: Металлургия, 1965. - 174 с.

76. Одинг, И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов / И. А. Одинг - М.: Машгиз, 1962. - 260 с.

77. Ноф, Ш. Справочник по промышленной робототехнике. Кн. 2 / Ш. Ноф.

- М.: Машиностроение, 1990. - 480 с.

78. Юревич, Е. И. Проектирование технических систем / Е. И. Юревич. -СПб.: СПбГТУ. 2001. - 81 с.

79. Юревич, Е. И. Основы робототехники / Е. И. Юревич. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 416 с

80. Тимофеев, А. В. Адаптивные робототехнические комплексы / А. В. Тимофеев. - Л.: Машиностроение, 1988. - 332 с.

81. Корендясев, А. И. Теоретические основы робототехники. В 2 кн. Кн. 1 / А. И. Корендясев, Б. Л. Саламандра, Л. И. Тывес. - М.: Наука, 2006. - 383 с.

82. Мыльник, В. В. Роботизация промышленного производства на базе искусственного интеллекта / В. В. Мыльник, А. В. Мыльник // Организатор производства. - 2014. - №3. - С. 5-10.

83. Егоров, О. Д. Робототехнические мехатронные системы / О. Д. Егоров, Ю. В. Подураев, М. А. Бубнов. - М.: МГТУ «СТАНКИН, 2016. - 326 с.

84. Попов, В. П. Промышленные роботы. Кинематика, динамика, контроль и управление / В. П. Попов, В. А. Воробьев. - СОЛОН-ПРЕСС, 2007. - 488 с.

85. Ben-Zion Sander. ROBOTICS. Designing the Mechanisms for Automated Machinery / Ben-Zion Sander - Academic Press, 1999. - 444 p.

86. Схват промышленного робота // Патент РФ № 32423. 2003. Бюлл. №26 / А. В. Скворцов, М. С. Уколов.

87. Схват промышленного робота // Патент РФ № 2008200. 1992. / В. Г. Во-хмянин.

88. Схват промышленного робота // Патент РФ № 2247649. 2001. Бюлл. №7 / П. И. Голубев, Э. И. Плавинский.

89. Схват робота // Патент РФ № 94000972. 1995. / А. А. Парой, В. И. Кулешов, В. В. Лапышов.

90. Захват промышленного робота // Патент РФ № 2141396. 1999. / Г. П. Барабанов, А. П. Расходчиков.

144

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

комплекса», «Групповая технология горячей штамповки заготовок лопаток компрессора применительно к условиям автоматизированного производства», «Метод выбора температурных режимов нагрева заготовок лопаток компрессора перед штамповкой, основанный на анализе кривых сопротивления пластической деформации при осадке образцов», «Модель роботизированного технологического комплекса штамповки лопаток компрессоров ГТД») внедрены в учебном процессе кафедры «Авиационные двигатели» РГАТУ имени П.А.Соловьева при обучении бакалавров по направлению 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Энергообеспечение предприятий» при проведении практических занятий по дисциплинам «Технология производства авиационных и ракетных двигателей», «Технология изготовления деталей и сборка авиационных двигателей и энергетических установок».

Акт выдан для представления в диссертационный совет Д 212.210.01 по специальности 05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергетические установки летательных аппаратов.

Заместитель заведующего кафедрой «Авиационные двигатели»

канд. техн. наук, доцент

Доцент кафедры «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения » канд. техн. наук