Разработка технологических операций изготовления вафельных полуобечаек для топливных баков ракет-носителей с требованиями под сварку трением с перемешиванием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кривонос Евгений Викторович

• Кривонос Евгений Викторович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Кривонос Евгений Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ технологического процесса изготовления вафельной полуобечайки для топливных баков ракет на жидком топливе и определение научно-технических проблем, препятствующих организации их массового производства

1.1. Анализ технологии серийного производства топливных баков для УРМ легкого и тяжелого класса

1.1.1 Особенности фрезерования вафельной панели

1.1.2 Формообразование вафельной полуобечайки

1.1.3 Проблемы при сварке полуобечаек в секции топливного бака

1.2 Задачи исследований

ГЛАВА 2. Исследование механизма образования дефекта «корсетность» и компенсации искажения формы вафельной полуобечайки при вальцевании

2.1 Исследование влияния подкрепляющего набора ребер на напряженно-деформируемое состояние вафельной полуобечайки и разработка модели образования «корсетности» при изгибе

2.2 Расчет параметров механизма компенсации «корсетности» способом противоизгиба

2.3 Выводы по главе

ГЛАВА 3. Технология комбинированного формообразования вафельной полуобечайки и обеспечение технических требований для сборки под сварку трением с перемешиванием продольных и кольцевых швов

3.1 Разработка рекомендаций к оборудованию и расчет наладочных параметров

вальцевания с компенсацией «корсетности» способом противоизгиба

3.2 Способ снижение трудоемкости зачистки швов и технические требования к сборке под сварку трением с перемешиванием

3.3 Выводы по главе

ГЛАВА 4. Обоснование целесообразности фрезерования плоской вафельной панели на плоском столе трехкоординатного станка

4.1 Теоретическое обоснование схемы фрезерования вафельного фона на плоской заготовке

4.2 Разработка схемы фрезерования вафельной панели специальной фрезой на вакуумном столе трехкоординатного станка

4.3 Выводы по главе

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение «А»

Приложение «Б»

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

УРМ — универсальный ракетный модуль

РН — ракета-носитель

ТБ — топливный бак

ТП — технологический процесс

СТП — сварка трением с перемешиванием

АДС — аргонно-дуговая сварка

Бак «Г» — бак горючего

Бак «О» — бак окислителя

АО «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева» — Акционерное общество «Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева»

НДС — напряженно-деформированное состояние

КД — конструкторская документация

МЦХ — массо-центровочные характеристики

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологических операций изготовления вафельных полуобечаек для топливных баков ракет-носителей с требованиями под сварку трением с перемешиванием»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационного исследования. В представленной работе исследуются и совершенствуются элементы технологии изготовления универсальных ракетных модулей (УРМ) семейства ракет-носителей (РН). Ключевой особенностью этой технологии является применение сварки трением с перемешиванием (СТП), а также автоматизированных средств формообразования и механической обработки, позволяющих повысить качество сварных соединений и производительность изготовления топливных баков (ТБ). В свою очередь, внедрение СТП вызывает необходимость существенно повысить геометрическую точность формы продольных и кольцевых кромок вафельных обечаек и кромок шпангоутов в сборе с днищами.

Одним из проблемных вопросов повышения геометрической точности формы является явление образования искажения формы вафельных монолитных панелей при их вальцевании в полые цилиндрические полуобечайки, что вызывает недопустимые погрешности стыковки свариваемых секций в цельную обечайку и может стать одной из основных причин возникновения дефектов сварного шва в процессе сварки методом СТП. Исследование процесса вальцевания полуобечаек с вафельным фоном показало, что дефект формы «корсетность» — это органический недостаток метода вальцевания, не зависящий от выбора оборудования и режимов, и является следствием пластической деформации вафельной панели.

Другим проблемным вопросом повышения геометрической точности формы является обработка на станке для зеркального фрезерования вафельных панелей из заготовок с разнотолщинностью от +0,4 до +0,5 мм и наличие поверхностных дефектов. Команды и алгоритмы станка перемещают исполнительные органы и инструмент в точности повторяя форму заготовки и ее «волнообразную» форму, что влечет за собой трудности в перенастройке под тонкую торцевую обработку плоскости для обработки раковин с глубиной залегания на поверхности до 0,3 мм.

Таким образом, устранение дефектов необрабатываемых поверхностей и притупление кромок может занимать от 30% до 50% времени относительно лезвийной обработки на станке, а разнотолщинность может стать причиной отклонения от допуска плоскостности панели. Все это увеличивает суммарную погрешность формы заготовки и в дальнейшем может осложнять процессы вальцевания и сварки. Поэтому, решение вопроса о возможности реализации плана мероприятий по переходу фрезерования вафельного фона, плоскости заготовки и притуплений на плоском столе трехкоординатного станка специальным инструментом, обеспечивающим прижим панели к плоскости рабочего стола, является актуальным.

Степень разработанности темы. Сегодня на производственных площадках ракетостроительной отрасли реализованы два основных подхода в области изготовления ТБ. Отличия заключаются в последовательности операций фрезерования, формообразования и сварки при изготовлении вафельной обечайки из алюминиевого сплава. И связаны эти отличия как с параметрами вафельных панелей, рассчитанных под сварку, так и с различием имеющегося и приобретаемого оборудования на производственных площадках. Большой вклад в развитие и обоснование этих технологий внесли отечественные ученые из следующих областей: проектирование, производство и технологии изготовления летательных аппаратов и ракет; методы расчета и проектирования тонкостенных конструкций; теории обработки металлов давлением и резанием.

В представленной работе объектом исследования является вафельная полуобечайка из монолитной панели сплава АМг6 с новыми размерами и допусками подкрепляющего набора ребер, рассчитанная и спроектированная для ТБ УРМ.

Цель работы: усовершенствовать технологию формообразования цилиндрических вафельных полуобечаек, обеспечивающую геометрическую точность их формы с учетом требований сборки под сварку трением с перемешиванием.

Основная идея работы. Найдено решение проблемы формообразования вафельной панели в цилиндрическую полуобечайку методом вальцевания с выделенным этапом гибки продольных компенсаторов, что обеспечивает достаточную точность для обеспечения требований сборки под сварку методом СТП, а также разработана схема фрезерования вафельной панели.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи:

1. Исследовать механизм образования искажения формы вафельной полуобечайки при изгибе и вальцевании.

2. Разработать комплексную схему формообразования вафельной полуобечайки, на основе метода вальцевания с компенсацией искажения формы и с выделением этапа гибки продольных компенсаторов.

3. Определить и обеспечить требования к геометрической точности формы вафельной полуобечайки для сборки под сварку методом СТП.

4. Обосновать и разработать схему фрезерования вафельной панели на трехкоординатном станке для обеспечения точности формы панели под вальцевание, а также для экономии материала, обеспечения чертежной массы панели и сокращения трудоемкости слесарной обработки.

Методы исследования. Работа включает в себя теоретические и экспериментальные методы исследования. Использованы основные положения: теории резания металлов; теории обработки металлов давлением; методов геометрического, математического моделирования и программирования на ЭВМ. 3D моделирование проводилось в программной среде CAD SolidWorks. Моделирование фрезерной обработки проводилось в программной среде CAM PowerMILL. Исследование напряженно-деформируемого состояния (НДС) полуобечайки проводилось с использованием ЭВМ на основе метода конечных элементов (МКЭ). Экспериментальные данные проверялись нелинейными расчетами с использованием программной среды ANSYS Mechanical APDL. Опытные процессы формообразования полноразмерных обечаек проводились с применением четырехвалковой листогибочной машины PASS 310,

четырехвалковой листогибочной машины ГЛС-2К-НИАТ и копировально-гибочного листового станка КГЛ-2-НИАТ.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Установлена причина и исследован механизм образования «корсетности» при вальцевании вафельной полуобечайки на основе анализа напряжений в узлах вафельного фона.

2. Впервые разработан механизм компенсации «корсетности» в процессе вальцевания и предложена методика расчета параметров компенсации способом противоизгиба.

Теоретическая значимость работы заключается в:

1. Предложенной методике построения геометрической модели дефекта формы вафельной полуобечайки при формообразовании.

2. Предложенной методике построения поля деформации и профиля кривой обратного прогиба для определения параметров вальцевания с компенсацией.

3. Расчетно-графическом анализе, позволяющем прогнозировать форму ячейки и рассчитать увеличение массы полуобечайки при выборе способа формообразования вафельного фона.

Практическая значимость работы заключается в разработке:

1. Способа компенсации «корсетности» при вальцевании с помощью конических бандажей, позволяющим определить форму и размеры технологических компенсаторов.

2. Рекомендаций по подбору параметров машины для вальцевания, позволяющих определить необходимое расстояние между средними и боковыми валками в зависимости от геометрических параметров обечайки.

3. Технологии формообразования цилиндрических вафельных полуобечаек и способа калибровки свариваемых кромок, позволяющих обеспечить необходимую точность сборки под сварку методом СТП.

Положения, выносимые на защиту.

1. Причина и механизм образования «корсетности» при вальцевании вафельных полуобечаек.

2. Механизм компенсации «корсетности» в процессе вальцевания.

Степень достоверности результатов подтверждается их согласованностью

с общепризнанными положениями и теориями напряженного и пластического состояния деформируемого тела. Экспериментальные данные проверялись и подтверждались с использованием современных общепринятых пакетов программного обеспечения на соответствующих им вычислительных мощностях. Проверка результатов осуществлялась из условия многофакторности процессов механической обработки металлов. Процессы формообразования практически отрабатывались на реальных полноразмерных образцах. Результаты работы включены в план мероприятий по снижению трудоемкости изготовления РН на 3,5% на заводе-изготовителе, а также выполнена научно-исследовательская работа НИОКТР 121040500150-3.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлялись, докладывались и обсуждались на: VII Всероссийской научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность» (г. Омск, ОмГТУ, 2017); XI Всероссийской научной конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО «Полёт» А. С. Клинышкова » (г. Омск, ОмГТУ, 2017); XI Международной IEEE научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (г. Омск, ОмГТУ, 2017); VI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы авиации и космонавтики» (Красноярск, СибГУ им. М. Ф. Решетнева, 2020); V Международной научно-технической конференции "Проблемы машиноведения" (г. Омск, ОмГТУ, 2021); XXII научно-технической конференции ученых и специалистов «РКК «Энергия», посвященной 60-летию полета Ю. А. Гагарина, 75-летию ракетно-космической отрасли и основанию

ПАО «РКК «Энергия»; V Международной научно-технической конференции «Проблемы машиноведения» (г. Омск, ОмГТУ, 2021).

Соответствие специальности. По своему научному содержанию диссертационная работа соответствует специальности 2.5.13. - Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов: пункту №7 (технологическая подготовка производства объектов авиационной и р космической техники), пункту №8 (технологические процессы, специальное оборудование для изготовления деталей летательных аппаратов).

Личный вклад автора в получение результатов работы заключается в постановке задачи, проведении теоретических исследований, разработке методик проведения экспериментальных исследований, натурных испытаний, анализе полученных результатов. При выполнении экспериментов, носящих коллективный характер, автору диссертации принадлежала определяющая роль. Совместно с руководителем были подготовлены публикации по тематике данной работы и сформулированы основные положения и выводы, выносимые на защиту.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 5 статей в ведущих рецензируемых изданиях, включенных в перечень ВАК России, 1 публикация в международном журнале, индексируемом в SCOPUS, два патента РФ на изобретение в соавторстве.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и двух приложений, содержит 137 страниц текста, включая 68 рисунков, 17 таблиц и 89 наименований в списке литературы.

ГЛАВА 1. Анализ технологического процесса изготовления вафельной полуобечайки для топливных баков ракет на жидком топливе и определение научно-технических проблем, препятствующих организации их массового

производства

Сегодня на производственных площадках ракетостроительной отрасли используют два подхода при изготовлении алюминиевых вафельных обечаек для баков ракет-носителей на жидком топливе (рис. 1.1) [1-4]. Оба подхода включают в себя следующие технологические операции: фрезерование подкрепляющего набора ребер (вафельного фона); формообразование обечаек (полуобечаек); сварку секций бака.

Рис. 1.1 - Подходы в изготовления вафельных обечаек для ТБ

Порядок выполнения операций на разных предприятиях может зависеть от следующих условий и технических соображений:

- от имеющегося оборудования и технических решений для механической обработки и сборки;

- от программы выпуска изделий и типа производства (серийное, массовое);

- от перехода к новым методам обработки, технологиям сборки, оборудованию и т.д.

Немаловажным фактом является и интенсивность разработки перспективных видов ракетной техники на основе новых видов конструкций из

неметаллических материалов, которые, возможно, потребуют принципиально новых технических решений [5-8, с. 402-496].

Негласно, большинство отечественных предприятий отдают предпочтение первому подходу, в котором вафельный фон фрезеруется на загнутой и сваренной обечайке. Одной из причин такого выбора является проблема при формообразовании плоской панели с вафельным фоном в форму полой обечайки или полуобечайки. Проблема связана с образованием непрогнозируемого искажения формы детали, которое может не укладываться в отклонения, допускаемые КД, а также влиять на точность последующих технологических операций [9, с. 6-23]. Но, с другой стороны, фрезерование вафельного фона на обечайке ставит не менее сложные технические задачи в обеспечении точности геометрической формы ячейки фона и связанного с этим выполнения «чертежного» веса бака [10]. К тому же возможно существенное возрастание стоимости фрезерования за счет использования станочных комплексов с адаптивными системами контроля резания и крупногабаритной станочной оснасткой для надежной (жесткой) фиксации заготовки и создания стабильных условий резания [13-17]. В свою очередь, выбор 1-ого подхода может быть обоснован параметрами сварки. К примеру, при сварке деталей методом СТП толщина свариваемых заготовок должна строго соответствовать заданной величине, под которую проектируется инструмент, а также исследуется и определяется диапазон режимов сварки. Относительно толщины определяется силовой фактор процесса сварки методом СТП, а именно техническая возможность оборудования обеспечить постоянную силу придавливания сварочного инструмента к поверхности шва. Такая техническая возможность может быть ограничена уровнем научных исследований и разработок для сварки методом СТП и может оказаться разной для каждого исторического этапа. Таким образом, можно сделать вывод, что уровень развития технологии сварки методом СТП может оказывать влияние на конструкторские размеры свариваемых заготовок и регламентировать последовательность технологических операций при изготовлении вафельных обечаек на предприятиях ракетостроительной отрасли.

Так или иначе, разница в подходах повлияла на создание отличных друг от друга технологий, разработка которых имеет экспериментальный характер с последующим присвоением им директивного статуса. В качестве примера проиллюстрирован опыт отечественных и зарубежных предприятий при изготовлении корпусных деталей и емкостей с вафельным фоном (рис. 1.2, 1.3): I подход:

- АО «Красмаш»;

- ПАО «РКК «Энергия» ^ "Енисей";

- АО «РКЦ «Прогресс» ^ "Союз-5".

Рис. 1.2 - Изделия с вафельным фоном, изготовленные I-ым подходом

II подход:

- АО «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева» ^ "Протон-М";

- ПО «Полет» ^ "Ангара";

- United Launch Alliance (ULA) ^ "Vulcan Centaur" [18; 19].

Рис. 1.3 - Изделия с вафельным фоном, изготовленные II-ым подходом

Представленные подходы, как и технологии, в общем, изначально были ориентированы под электро-лучевую и аргонно-дуговую сварку баков [8, с. 669674] для этого, точности методов механической обработки было достаточно для сборки в условиях единичного производства. Но изучение и внедрение сварки трением с перемешиванием [8, с. 675; 20-27] потребовало увеличения точности геометрической формы заготовок в 2-3 раза, что, соответственно, позволило определить допустимые погрешности формы свариваемых заготовок [28]. Как оказалось, эти погрешности могут влиять на точность сборки под сварку методом СТП и стать причиной возникновения дефектов сварного шва [29; 30]. В тоже время появилась необходимость в технологии серийного производства РН, ориентированной под СТП, а это в свою очередь потребовало от технологии как уменьшения времени на механическую обработку, так и высокую производительность сварки без доработок дефектов.

Примером успешного внедрения сварки методом СТП в сочетании с высокой производительностью технологических операций должна была стать технология, которую разработали в АО «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева» для изготовления баков горючего и окислителя для УРМ [11; 12]. Для серийного изготовления вафельных полуобечаек (180°), для каждой операции, согласно 11-ому подходу (см. рис. 1), было приобретено новое оборудование для высокопроизводительной обработки. В частности, программные станки для зеркального фрезерования вафельного фона на плоскости и автоматический станок для вальцевания. В отдельности, по техническому заданию инженеров АО «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева», спроектированы три станочных комплекса для СТП, которые были оптимизированы под установленную толщину сварочного теплового компенсатора, специально рассчитанного для вафельной полуобечайки ТБ УРМ [31; 32]. При этом, рассчитанный на основе анализа ТП на заводе-изготовителе, планируемый суммарный прирост производительности по указанным этапам (как наиболее трудоемким), мог составить от 30% до 35% относительно показателей ранее используемых методов механической обработки и сварки.

Но на практике при отработке технологических операций фрезерования и формообразования возникают следующие проблемы:

1) наличие разнотолщинности и поверхностных дефектов на заготовках под вафельные панели;

2) при вальцевании вафельной панели в форму цилиндрической полой полуобечайки возникает искажение ее формы;

3) при вальцевании не удается прокатать кромку продольно стыка, по факту кромка остается прямой и не соответствует форме круга.

Как показал анализ на устранение указанных дефектов и отклонений, по предварительной оценке, тратится до -50% слесарного времени относительно трудоемкости каждой технологической операции. Доработки производятся, как правило, ручными методами (правка, подгонка) и неизвестно какое влияние оказывает результат этих доработок на последующий технологический этап и на точность окончательной сборки.

1.1. Анализ технологии серийного производства топливных баков для УРМ

легкого и тяжелого класса

Для поиска технических проблем и причин, вызывающих производственные потери и снижение производительности операций выполнен анализ производственной нагрузки и трудоемкости технологических этапов процесса изготовления ТБ на заводе-изготовителе.

Согласно выписки [11, с. 555-567] из решения о порядке и этапности изготовления ракетных блоков для комплектации РН легкого и тяжелого класса, филиал АО «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева» определен как головной изготовитель ракетного блока 1-й ступени, ракетного модуля 2-й ступени, головного обтекателя легкого PH и ракетных блоков 1-й и 2-й ступеней тяжелого PH. Если сослаться на утвержденный прогнозный план [11, с. 141-145] использования космического ракетного комплекса в интересах федеральных и

коммерческих заказчиков на период 2011-2020 гг., то можно определить требуемое количество вафельных полуобечаек для баков «Г» и «О» для вышеуказанных классов РН (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Планируемый объем изготовления полуобечаек для ТБ

Количество

Класс РН полуобечаек для ТБ I Согласно программе пусков 2011-2020 гг., шт

и II ступеней, шт

легкий 22 « 1166 / « 116 в год

тяжелый 110 « 3190 / « 319 в год

Приблизительная производственная нагрузка на заводе-изготовителе:

«4356 / «435 в год

Как известно механическая обработка и сварочные работы, а также сопутствующие им слесарные работы занимают большую часть времени относительно всего цикла изготовления баков с вафельным фоном для РН [33, с. 12]. Следовательно, в данной работе выполнен анализ только вышеуказанных этапов (см. рис. 1.1) и элементов технологии, без учета контрольно-измерительных, транспортировочных, тестовых и др. процедур ТП на заводе-изготовителе.

1.1.1 Особенности фрезерования вафельной панели

В ракетостроении известны следующие методы получения подкрепляющего набора ребер [33]:

- клепанное взаимно-ортогональное исполнение;

- химическое фрезерование;

- электроэрозионная и электрохимическая обработка (ЭЭО и ЭХО);

- обработка давление (штамповка, раскатка);

- механическая лезвийная обработка (фрезерование).

По каждому из методов на определенных исторических этапах сложился определенный опыт, определяющий его применение в летательном аппарате,

исходя из габаритов, параметров и назначения детали в конструкции изделия. Общая характеристика методов представлена ниже (табл. 1.2).

Таблица 1.2 - Методы изготовления и обработки подкрепляющего набора ребер.

№ Метод ~ ГГ, мм Ключевые недостатки

1. Клепка ± 1 > низкая производительность > низкая точность

2. Хим. фрезерование ± 1-2 > низкая производительность > низкая точность > сложность реализации процесса > низкая экологичность

3. ЭЭО и ЭХО ± 0,05 > низкая производительность > относительная высокая стоимость > сложность реализации процесса

4. Штамповка, раскатка ± 2 > сложная, дорогостоящая оснастка > сложность реализации процесса

5. Фрезерование ± 0,2 > сложная, дорогостоящая оснастка > трудно обеспечить сбалансированный процесс резания

Для формообразования вафельного фона преимущественно применяется фрезерная обработка на цельной монолитной заготовке в ее плоском или отформованном в оболочку (обечайку) виде. Идентичной особенностью и проблемой для двух случаев фрезерования является отсутствие жестких условий базирования заготовки. Как правило, крепление ограничивается рассредоточенной системой гидравлических или пневматических прижимов по контуру детали без жесткой фиксации в центральной области обработки. Следовательно, в обоих случаях силы резания могут вызывать значительные вибрации и деформации стенок заготовки, что возможно приведет к нарушению допуска номинального размера и неприемлемой шероховатости. На заводе-изготовителе фрезерную обработку габарита панели, вафельного фона и компенсатора (рис. 1.4) осуществляют на плоской заготовке. В качестве заготовки используются нагартованные плиты повышенного качества из алюминиевого сплава марки АМг6 (ОСТ 1 92001-90) с габаритными размерами 1800^5200^14,5+0'6мм с разнотолщинностью не более 0,5мм.

Рис. 1.4 - Параметры вафельной панели для бака.

В классическом варианте фрезерование на плоской заготовке осуществляется на трех и многокоординатных станочных комплексах портального типа (рис. 1.5). Заготовка крепиться в горизонтальном положении с помощью прижимов, расположенных по контуру. Также возможно использовать прижимы в сочетании с пневматической системой базирования в виде вакуумных рабочих столов, вакуумных присосок и т.д. Характерным недостатком такого крепления заготовки является сложность в обеспечении равномерного и достаточного усилия прижима заготовки к поверхности рабочего стола во всех зонах обработки. Также может нарушаться и повторяемость базирования, т.к. точности параметров заготовки может быть недостаточно для идентичности установок при каждой смене готовой панели.

Рис. 1.5 - Пример станочных комплексов для фрезерования вафельных обшивок и панелей [36]

На практике доказали свою эффективность и используются для фрезерования плоской вафельной панели станки с зеркальной схемой фрезерования. В данном случае крепление плоской заготовки производится

только пневматическими и механическими захватами, расположенными по контуру базовой палеты. Жесткость обработки обеспечивается подвижным адаптивно-программируемым упором (противоупором), который перемещается синхронно с инструментом на противоположной стороне заготовки (рис. 1.6) [3638]. Упор необходим для компенсации действий сил резания и предотвращения упругих деформаций обрабатываемой заготовки. Для чего в точности повторяет форму ее поверхности при перемещении.

Сложность механизма и автоматики для синхронного перемещения инструмента и упора определяет высокую стоимость, сложность и прихотливость в эксплуатации (в 2-3 раза дороже классического варианта) подобных станочных комплексов. При этом универсальность использования таких станков может быть сильно ограничена, как программными алгоритмами ЧПУ, так и спецификой применяемой оснастки, которая проектируется под конкретную форму и размеры заготовки. Преимущественно такое оборудование применяют для фрезерования загнутых обшивок и оболочек для планеров самолетов, где требуется менее высокая точность для клепаной сборки, нежели для сборки топливных отсеков ракет.

Рис. 1.6 - Схема зеркального фрезерования [37]

Технологическая операция обработки вафельной панели на станке для зеркального фрезерования включает в себя процедуру установки и загрузки заготовки, сканирование заготовки лазерной измерительной системой, адаптацию программы обработки и последующую лезвийную обработку (табл. 1.3). Структура и характеристика операции представлена ниже.

Таблица 1.3 - Трудоемкость фрезерной операции на заводе-изготовителе

Оборудование: Станок для зеркального фрезерования

Y Время цикла: (чч:мм:сс) 27:41:00 |

У время резания 13:19:00

У сканирование 00:44:00

У адаптация УП 00:38:00

У снять-поставить » 01:00:00

У слесарная « от 8 до 12:00:00

^ Базирование происходит на сменной внешней паллете посредством полуавтоматической системы прижимов с ручной фиксацией (рис. 1.7). Станок оснащен двумя сменными паллетами, что позволяет устанавливать следующую заготовку без простоя. Для обеспечения возможности зажима на заготовке имеется технологический припуск (облой) по контуру детали. Ширина припуска (-100^200 мм) определяется из соображений безопасного зазора между исполнительными органами станка и прижимами на паллете.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кривонос Евгений Викторович, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 22350-91. Корпус ракеты на жидком топливе. Термины и определения : утв. и введ. в действие Постановлением Гос. комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам 15 мая 1991 г. № 688 : дата введ. 1992-07-01. - Москва : Изд-во стандартов, 1991. - 17 с.

2. Шулепов, А. И. Основы устройства ракет : учеб. пособие / А. И. Шулепов, М. А. Петровичев, А. А. Панков ; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. унт им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). - Самара : СамГАУ, 2012. - 1 CD-ROM (49,6 Мб).

3. Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники. Часть 1. Конструирование изделий ракетно-космической техники : учеб. пособие / Н. Т. Каргин, В. В. Волоцуев ; Минобрнауки России, Самар, гос. аэрокосм, ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). - Самара : СамГАУ, 2012. - 1 CD-ROM (12,8 Мб).

4. Мурашко, С. Т. Методы оценки качества и надежности агрегатов корпуса изделий / С. Т. Мурашко // Технология сбор. работ в производстве изделий отрасли. - 1969. - С. 15.

5. Сплав 1570С - материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия» / А. В. Бронз, В. И. Ефремов, А. Д. Плотников, А. Г. Чернявский // Космическая техника и технологии. - 2014. - № 4 (7). - С. 62-67.

6. Сверхлегкие конструкционные сплавы / М. Е. Дриц, З. А. Свидерская, Ф. М. Елкин, В. Ф. Трохова. - Москва : Недра, 1972. - 145 с.

7. Кулага, Е. С. От самолетов к ракетам и космическим кораблям / Е. С. Кулага. - Москва : Воздушный транспорт, 2001. - 232 с., [25] л. ил., портр. ISBN 5-88821-041-2.

8. Научно-технические разработки ОКБ-23 - «Салют» : сборник статей / Федеральное гос. унитарное предприятие "Гос. космический науч.-произв. центр

им. М. В. Хруничева" ; под общ. ред. Ю. О. Бахвалова. - Москва : Воздушный транспорт, 2006. - 720 с. ISBN 5-88821-065-X.

9. Тлустенко, С. Ф. Технология изготовления монолитных панелей для конструкций летательных аппаратов и методика выбора схем деформаций и расчета параметров напряженно-деформированного состояния процессов / С. Ф. Тлустенко ; Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). -Самара : Изд-во СГАУ, 2014. - 1 CD-ROM (1,8 Кб). - ISBN 978-5-7883-1000-8.

10. Дубцов, А. И. «Ту заводскую проходную, что в люди вывела меня...» / А. И. Дубцов // Синева. - 2017. - № 1 (38). - С. 8-10.

11. Нестеров, В. Е. Космический ракетный комплекс «Ангара». История создания : в 2-х т. / В. Е. Нестеров. - Москва : Ремарко, 2018. - Т. 1. - 471 с. -ISBN 978-5-903615-89-6.

12. Нестеров, В. Е. Космический ракетный комплекс «Ангара». История создания : в 2-х т. / В. Е. Нестеров. - Москва : Ремарко, 2018. - Т. 2. - 539 с. -ISBN 978-5-903615-90-2.

13. Михрютин, В. В. Методы механической обработки листовых обшивок планера самолетов / В. В. Михрютин, М. А. Шерстобитов // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева. -2012. - № 2 (23). - С. 279-284.

14. Patent № 7682112 US, IPC B23Q 1/01. Process and device for the machining of panels : № 2007274797 : application 22.10.2004 : publ. 23.03.2010 / Rene Panczuk, Pierre-Yves Foissac.

15. Патент № 2358850 Российская Федерация, МПК B23Q 1/01. Способ и устройство для обработки панелей : № 2006113372/02 : заявл. 22.10.2004 : опубл. 20.06.2009 / Р. Панчук, Пьер-Ив Фуассак.

16. Технологическое обеспечение аэродинамических обводов современного самолета / Ю. Л. Иванов, Ю. Г. Кабалдин, В. Ф. Кузьмин [и др.]. - Москва : Машиностроение-1, 2001. - 427 с. - ISBN 5-94275-004-1.

17. Кузьмин, В. Ф. Обеспечение требований к аэродинамическим обводам самолета в авиационном производстве / В. Ф. Кузьмин. - Москва : Машиностроение, 2002. - 271 с. - ISBN 5-217-03122-0.

18. Berger, E. The first space-worthy Vulcan rocket is taking shape / Е. Berger // Ars Technica. - 2019. - URL: https://arstechnica.com/science/2019/03/ula-has-started-to-fabricate-flight-hardware-for-its-vulcan-rocket (дата обращения: 23.10.2020).

19. Robinson-Smith, W. ULA demos Vulcan Centaur rocket assembly, shows new welders / W. Robinson-Smith // WAAY-TV 31 : сайт. - 2018. - URL: https://www.waaytv.com/content/news/United-Launch-Alliance-showcases-new-rockets--500513372.html (дата обращения: 23.10.2020).

20. Mohandas, T. Welding Technologies in Aerospace Applications / Т. Mohandas // Aerospace Materials and Material Technologies. Vol. 2. Aerospace Material Technologies / еds.: N. Eswara Prasad, R. J. H. Wanhill. - Singapore : Springer, 2017. -P. 65-85.

21. Wang, G. Friction stir welding of high-strength aerospace aluminum alloy and application in rocket tank manufacturing / G. Wang, Ya. Zhao, Yu Hao. - DOI: 10.1016/j.jmst.2017.11.041 // Journal of Materials Science & Technology. - 2018. -Vol. 34, no. 1. - P. 73-91.

22. Friction stir welding/processing of metals and alloys: A comprehensive review on microstructural evolution / A. Heidarzadeha, S. Mironov, R. Kaibyshev [et al.]. - DOI: 10.1016/j.pmatsci.2020.100752 // Progress in Materials Science. - 2021. - Vol. 117. -P. 1-67.

23. Бойцов, А. Г. Высокоскоростная сварка трением перемешиванием авиационных материалов и конструкций / А. Г. Бойцов, В. В. Качко, Д. Н. Курицын // Электрофизические и электрохимические методы обработки. - 2013. -№ 5-6 (77-78). - С. 35-42.

24. Kalashnikova, Т. А. The influence of the Friction Stir Welding process on the nonheathardenable aluminum alloy AA5056 structure formation depending on the sheet workpiece rolling direction / Т. А. Kalashnikova, L. L. Zhukov. - DOI:10.1088/1757-

899X/919/2/022044 // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. -2020. - Vol. 919. - P. 022044-1-022044-6.

25. Upgrading weld quality of a friction stir welded aluminum alloys AMG6 / I. K. Chernykh, E. V. Vasil'ev, E. N. Matuzko E. V. Krivonos. - DOI:10.1088/1742-6596/944/1/012025 // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 944. - P. 012025-1-012025-9.

26. Tensile strength analysis of friction stir welded joints of AlMg6 obtained using additional heating of the parts / I. K. Chernykh, E. V. Vasil'ev, V. A. Sergeev, P. E. Popov. - DOI: 10.1088/1742-6596/1260/6/062003 // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - Vol. 1260. - P. 062003-1-062003-8.

27. Friction stir welding: Process, automation, and control / В. Т. Gibson, D. H. Lammleinb, T. J. Praterc, W. R. Longhurstd [et al.]. - DOI: 10.1016/j.jmapro.2013.04.002 // Journal of Manufacturing Processes. - 2014. - Vol. 16, no. 1. - P. 56-73.

28. ОСТ 134-1051-2010. Сварка фрикционная. Технические требования к сварным соединениям : дата введ. 2011-07-01 / разраб. ОАО «Композит». - URL: https://cloud.mail.ru/public/AWaN/udWN3YkhW (дата обращения: 17.10.2021).

29. Анализ дефектов, возникающих при сварке трением с перемешиванием / Е. В. Кривонос, И. К. Черных, Е. Н. Матузко, Е. В. Васильев // Омский научный вестник. - 2017. - № 6 (162). - С. 24-27.

30. Покляцкий, А. Г. Характерные дефекты при сварке трением с перемешиванием тонколистовых алюминиевых сплавов и основные причины их образования / А. Г. Покляцкий // Наукова електронна бiблiотека перюдичних видань НАН Украши: сайт. - 2008. - URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/99944/09-Poklyatsky.pdf?sequence=1 (дата обращения: 17.10.2020).

31. Петраковский, С. А. Расчетно-экспериментальный метод определения критических нагрузок конструктивно-ортотропных цилиндрических оболочек / С. А. Петраковский // Труды семнадцатой научно-технической конференции молодых специалистов. - 1984. - 59 с.

32. История становления и перспективы развития технологии сварки трением с перемешиванием в АО «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева» / А. Г. Варочко, С. В. Кузнецов, В. А. Половцев [и др.]. - DOI 10.34641/TM.2021.226.4.012 // Технология машиностроения. - 2021. - № 4. - С. 16-41.

33. Зайцев, А. М. Разработка направлений повышения эффективности технологической подготовки производства деталей и узлов ракетно-космической техники : специальность 05.02.07 «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки», 05.02.08 «Технология машиностроения» : дис. канд. техн. наук / А. М. Зайцев. - Москва, 2016. - 171 с.

34. Волоцуев, В. В. Введение в проектирование, конструирование и производство ракет : учеб. пособие / В. В. Волоцуев, И. С. Ткаченко. - Самара: Изд-во Самарского ун-та, 2017. - 88 с. ISBN 978-5-7883-1136-4

35. Батрутдинов, Р. Г. Технология изготовления вафельного фона в обечайках летательных аппаратов / Р. Г. Батрутдинов, С. К. Сысоев // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2011. - Т. 1, № 7. - С. 7-8.

36. Михрютин, В. В. Методы механической обработки листовых обшивок планера самолетов / В. В. Михрютин, М. А. Шерстобитов // Вестник Рыбинского государственного авиационного технического университета им. П. А. Соловьева. - 2012. - № 2 (23). - С. 279-284.

37. Шерстобитов, М. А. Совершенствование компоновки станков для обработки тонкостенных листовых обшивок планера самолёта / М. А. Шерстобитов // Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии : сайт. - 2012. - URL: https://studvesna.ru/db files/articles/1089/article.pdf (дата обращения: 17.10.2020).

38. Рatent № BRPI0415768B1 Brazil, IPC B23Q 1/01. Machining process for panel and device for machining of at least one panel : application 22.10.2004 : publ. 04.07.2017 / R. Panczuk, P.-Y. Foissac.

39. Патент № 2165836 Российская Федерация, МПК B23Q 15/22, B23P 21/00. Универсальный автоматизированный комплекс для базирования крупногабаритных обводообразующих деталей, их механической обработки и

сборки и способ базирования крупногабаритных обводообразующих деталей, их механической обработки и сборки : № 99104053/02 : заявл. 26.02.1999 : опубл. 20.01.2001 / А. Г. Братухин, О. С. Сироткин, В. С. Боголюбов, А. В. Карпов, В. В. Садков.

40. Исследования механических демпферов с вращательными парами трения скольжения / В. Д. Вермель, М. Ч. Зиченков, А. Н. Корякин [и др.] // Трибология -машиностроению : Труды XIII Международной научно-технической конференции, Москва, 14-16 октября 2020 года. - Москва: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук, 2020. - С. 68-71.

41. Устранение вибраций при фрезеровании консоли крыла аэродинамической модели путем коррекции частоты вращения фрезы / В. Д. Вермель, С. А. Болсуновский, Г. А. Губанов [и др.] // Авиационная промышленность. - 2019. - № 3-4. - с. 47-51.

42. Болсуновский, С. А. Разработка режимов высокопроизводительного фрезерования алюминиевых сплавов применительно к обработке вафельного фона обечайки корпуса ракеты-носителя / С. А. Болсуновский, В. В. Зиняев, А. Л. Пученков // Материалы XXII научно-техническая конференции по аэродинамике, г. Жуковский, Московская область, 03-04 марта 2011 года / Центральный Аэрогидродинамический институт имени проф. Н.Е.Жуковского (ЦАГИ). - г. Жуковский, Московская область: Центральный аэрогидродинамический институт имени проф. Н. Е. Жуковского, 2011. - С. 29- 30.

43. Stability limits of milling considering the flexibility of the workpiece and the machine / U. Bravo, O. Altuzarra, L. N. Lopez de Lacalle [et al.]. - DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2005.03.004 // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2005. - Vol. 45, no. 15. - P. 1669-1680.

44. Ibaraki, S. A Long-term control scheme of cutting forces to regulate tool life in end milling processes / S. Ibaraki, Т. Shimizu. - DOI: 10.1016/j.precisioneng.2010.05.001 // Precision Engineering. - 2010. - Vol. 34, no. 4. -P. 675-682.

45. Prediction of regenerative chatter by modelling and analysis of high-speed milling / R. P. H. Faassen, N. van de Wouw, J. A. J. Oosterling [et al.]. - DOI: 10.1016/S0890-6955(03)00171-8 // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2003. - Vol. 43, no. 14. - P. 1437-1446.

46. Безъязычный, В. Ф. Метод подобия в технологии машиностроения / В. М. Безъязычный. - Москва : Машиностроение, 2012. - 318 с. - ISBN 978-5-94275600-0.

47. Грошиков, А. И. Заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении : учеб. для авиационных техникумов / А. И. Грошиков, В. А. Малафеев. - Москва : Машиностроение, 1976. - 439 с.

48. Мошнин, Е. Н. Гибочные и правильные машины / Е. Н. Мошнин. - Москва : Машгиз, 1956. - 252 с.

49. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - Москва : Наука, 1984. - 831 с.

50. Мошнин, Е. Н. Гибка и правка на ротационных машинах. Технология и оборудование / Е. Н. Мошнин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1967. - 272 с.

51. Лысов, М. И. Формообразование деталей гибкой / М. И. Лысов, Н. В. Сосов. - Москва : Машиностроение, 2001. - 387 с. - ISBN 5-217-03105-0.

52. Кривонос, Е. В. Повышение эффективности формообразования панелей с вафельным подкреплением в секции для баков ракет-носителей / Е. В. Кривонос // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : сб. материалов VI Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. Дню космонавтики : в 3-х т. (Красноярск, 13-17 апр. 2020 г.) / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова. - Красноярск : Изд-во Сиб. гос. ун-та науки и технологий им. академика М. Ф. Решетнева, 2020. - Т. 1. - С. 197-200.

53. Курицын, Д. Н. Разработка технологического обеспечения сварки трением с перемешиванием в производстве аэрокосмических конструкций : специальность 05.07.02 «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов» : дис. ... канд. техн. наук / Д. Н. Курицын. - Москва, 2018. - 177 с.

54. Повышение качества сварных швов, полученных при помощи сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов АМГ6 / И. К. Черных, Е. Н. Матузко, Е. В. Васильев, Е. В. Кривонос. - DOI: 10.25206/2310-9793-2017-5-1-113121 // Динамика систем, механизмов и машин. - 2017. - Т. 5, № 1. - С. 113-120.

55. Способы повышения качества швов, полученных при помощи сварки трением с перемешиванием / И. Л. Чекалин, И. К. Черных, Е. В. Кривонос, Е. В. Васильев // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. -2017. - № 5 (155). - С. 43-46.

56. Исследование влияния технологических факторов на качество шва, полученного сваркой трением с перемешиванием / Е. В. Васильев, Е. В. Кривонос, Е. Н. Матузко, И. К. Черных // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность. - 2017. - №1. - С. 70-76.

57. Кривонос, Е. В. Исследование процесса сварки трением с перемешиванием пластин из алюминиевого сплава АМг6 / Е. В. Васильев, Е. В. Кривонос, Е. Н. Матузко, И. К. Черных // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической техники и подготовки инженерных кадров для авиакосмической отрасли: материалы X Всерос. науч.-тех. конф., посвящ. памяти гл. конструктора ПО «Полет» А. С. Клинышкова. - 2017. - С. 128-134.

58. Калашникова, Т. А. Закономерности формирования структуры алюминиево-магниевых сплавов в условиях адгезионного взаимодействия при сварке трением с перемешиванием : специальность 05.16.09 «Материаловедение (машиностроение)», 01.04.07 «Физика конденсированного состояния» : дис. ... канд. техн. наук / Т. А. Калашникова. - Томск, 2019. - 153 с.

59. Быченок, В. А. Исследование способа обнаружения дефектов типа «Kissingbonds» в сварных соединениях алюминиевых сплавов / А. Л. Майоров, В. А. Быченок, В. Е. Прохорович, Г. Е. Коновалов // материалы 6-й Междунар. науч.-техн. конф. «Приборостроение - 2013». - Минск: БНТУ, 2013. - С. 55-56.

60. Three defect types in friction stir welding of aluminum die casting alloy / Y. G. Kim, H. Fujii, T. Tsumura [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2006. -Vol. 415. - No 1-2. - P. 250-254. - DOI 10.1016/j.msea.2005.09.072.

61. Kumar, K. The role of friction stir welding tool on material flow and weld formation / K. Kumar, S. V. Kailas // Materials Science and Engineering: A. - 2008. -Vol. 485. - No 1-2. - P. 367-374. - DOI 10.1016/j.msea.2007.08.013.

62. Friction stir welding of aluminium alloys / P. L. Threadgill, A. J. Leonard, H. R. Shercliff, P. J. Withers // International Materials Reviews International Materials Reviews. - 2009. - Vol. 54. - No 2. - P. 94-116. - DOI: 10.1179/174328009X411136.

63. Гречников, Ф. В. Исследование и методика теоретического обоснования параметров технологических процессов формообразования монолитных панелей для конструкций летательных аппаратов / Ф. В. Гречников, С. Ф. Тлустенко // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2015. - Т. 17, № 6-3. - С. 670-675.

64. Томленов, А. Д. Механика процессов обработки металлов давлением / А. Д. Томленов. - Москва : Машгиз, 1963. - 235 с.

65. Лизин, В. Т. Проектирование тонкостенных конструкций : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению «Авиа- и ракетостроение» / В. Т. Лизин, В. А. Пяткин. - 4. изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 2003. - ISBN 521703209X.

66. Тимофеев, А. П. Применение конечно-элементного подхода с учетом нелинейности для задач статической прочности при проектировании рациональных конструкций ракетно-космической техники / А. П. Тимофеев, С. А. Петроковский, А. Г. Бахтин // Методы и программное обеспечение расчетов на прочность : сб. докл. 1-й конф. (Туапсе 9-14 окт. 2000 г.). - Москва : Изд-во ФГУП НИКИЭТ, 2000. - С. 43-52.

67. Петроковский, С. А. Несущая способность цилиндрических оболочек с локальными отклонениями геометрии поверхности от идеальной при осевом сжатии / А. П. Тимофеев, С. А. Петроковский. -URL: http://www.mscsoftware.ru/document/conf7Moscow conf/conf 2001/Khrunichev.pdf (дата обращения: 17.10.2021).

68. Мамай, В. И. Несущая способность тонкостенных оболочек с локальными несовершенствами.. / В. И. Мамай // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. - 2011. - № 2. - С. 26-31.

69. Кривонос, Е. В. Исследование деформации обечайки с вафельным подкреплением при вальцевании и разработка метода компенсации отклонений формы / Е. В. Кривонос // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. - 2020. - Т. 4. - № 4. - С. 90-98. - DOI 10.25206/2588-0373-2020-4-4-90-98.

70. Скрипняк, Н. В. Динамика разрушения алюминий-магниевого сплава АМг6 / Н. В. Скрипняк // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6. -С. 890.

71. Кудряшов, В. Г. Вязкость разрушения алюминиевых сплавов / В. Г. Кудряшов, В. И. Смоленцев. - Москва : Металлургия, 1976. - 295 с.

72. Кроха, В. А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации / В. А. Кроха. - Москва : Машиностроение, 1968. - 131 с.

73. Динамическое деформирование алюминиевого сплава АМг-6 при нормальной и повышенной температурах / Б. Л. Глушак, О. Н. Игнатова, В. А. Пушков [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. - 2000. - Т. 41. - № 6 (244). - С. 139-143.

74. Малофеев, С. С. Влияние методов интенсивной пластической деформации на структуру и свойства сплавов системы Al-Mg : специальность 05.16.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов» : дис. ... канд. техн. наук / С. С. Малофеев. - Белгород, 2016. - 127 с.

75. Сборник руководств программы ANS YS / Центр информатизации : сайт. -2011. - URL: http://cit.bsau.ru/netcat ffles/File/CTr/manuals/ANSYS.pdf (дата обращения: 17.10.2021).

76. Ansys Product Help : офиц. сайт. - URL: https: //ansyshelp. ansys. com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/prod_page. html ?pn=MechanicaI%20APDL&pid=MechanicalAPDL&lang=en (дата обращения: 17.10.2021).

77. A Survey of Recent Developments in Optimization of Iso-Grid Cylinders / R. Sabir, A. A. Khan, H. J. Hasham, Q. Zeeshan // Journal of Space Technology. - 2015. -Vol. 5 (1). - P. 103-115.

78. РТМ 26 123-73. Расчет усилий на валках трех- и четырехвалковых листогибочных машин : утв. Мин-вом химич. и нефтяного машиностроения : дата введ. 1973-06-01 / разраб. Всесоюз. науч.-исслед. и проектным ин-том технологии химич. и нефтяного аппаратостроения. - Волгоград, 1973. - 53 с.

79. Патент № 2761194 Российская Федерация. Вальцевание монолитных вафельных обечаек : № 2021109767 : заявл. 09.04.2021 : опубл. 06.12.2021 / E. В. Кривонос, А. Ю. Попов, И. К. Черных.

80. Васильев, E. В. Повышение качества и эффективности сварки трением с перемешиванием пластин из алюминиевого сплава АМг6 / А. Г. Кушнарева, E. В. Васильев, E. В. Кривонос, И. К. Черных // Проблемы машиноведения: материалы V междунар. науч.-техн. конф. - 2021 г. - DOI: 10.25206/978-5-8149-3246-4-2021299-307.

81. Определение дефекта в виде заглаженного непровара после сварки трением с перемешиванием при неразрушающем контроле / А. В. Филиппов, С. Ю. Тарасов, E. А. Колубаев, В. E. Рубцов // Фундаментальные исследования. - 2015. -№ 6-2. - С. 296-300.

82. Патент № 2780760 Российская Федерация. Способ изготовления сваркой трением с перемешиванием конструкций из листов алюминиевых или медных сплавов : № 2021139484 : заявл. 29.12.2021 : опубл. 30.09.2022 / И. К. Черных, E. В. Васильев, А. Г. Кушнарева, E. В. Кривонос.

83. Кривонос E. В. Обоснование схемы фрезерования вафельного фона // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2021. Т. 5, № 3. - С. 83-90. DOI: 10.25206/2588-0373-2021-5-383-90.

84. GARANT ToolSscout. Справочник по обработке резанием / Промышленные каталоги Lab2U.ru : сайт. - 2020. - URL: http : //lab2u.ru/spravochnik-hoffmann-group-2012-obrabotka-materialov-rezaniem- garant-tool scout-metal lorezh ushchii -

instrument-i-instrumentalnaia-osnastka-dlia-stankov-reztcy-derzhavki-frezy-tverdosplavnye-i-bystrorezhushchie-sverla-produktciia-khoffman-germaniia-lab2u.html (дата обращения: 17.10.2021).

85. Patent № 5163793 US, IPC B23Q 1/037. Machine tool installation for supporting and machining workpieces : application 10.12.1991 : publ. 17.11.1992 / Manuel T. Martinez.

86. Witte FLIP-POD / Witte Barskamp GmbH & Co. KG - Fixed on precision : оф. сайт. - 2021. - URL: https://www.witte-barskamp.com/vacuum-clamping-systems/vacuum-chucks/flip-pod-vacuum-clamping/ (дата обращения: 17.10.2021).

87. Болсуновский, С. А. Развитие технологии производства аэродинамических моделей самолетов на основе высокоскоростного фрезерования : специальность 05.07.02 «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов» : дис. ... канд. техн. наук / С. А. Болсуновский. - Жуковский, 2012. - 111 с.

88. Вермель, В. Д. Отработка применении навесных гасителей вибраций при фрезеровании маложестких деталей / В. Д. Вермель, Г. А. Гурбанов // Авиационная промышленность. - 2021. - № 3. - С. 31-35.

89. Вермель, В. Д. Разработка способов оперативного закрепления навесных гасителей вибраций на обрабатываемых маложестких деталях / В. Д. Вермель, Г. А. Гурбанов // Авиационная промышленность. - 2021. - № 3. - С. 36-40.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Приложение «А». Справка о внедрении технологии формообразования

2. Приложение «Б». План мероприятий по снижению трудоемкости изготовления.

Приложение «А»

Приложение к письму от 06.10.20 г. № 245 СПРАВКА

О внедрении технологии формообразования

вафельных панелей для баков «О» и «Г» для РН «Ангара» на «ПО «Полет» - филиал АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева»

При сваривании секций бака из вафельных панелей возникает техническая проблема, вызванная погрешностью формы панели после вальцевания в обечайку 180°:

- корсетность Д=СЬ-2,7 мм в средней части секции, при требуемой Д=0-2,0 мм;

- прямолинейный излом свариваемых кромок (компенсаторов) и их корсетность Д=0-И0 мм, при требуемой Д=(Н0,5 мм.

Для решения проблемы создана совместная группа из сотрудников ОмГТУ и ПО «Полет», в которую был включен инженер НИЧ УНПЦ «СТМ», старший преподаватель кафедры «МРСиИ» Кривонос Е.В.

Задачей группы являлось определение природы возникновения отклонений формы вафельной панели в процессе вальцевания и реализация новой схемы вальцевания с применением рационального оборудования для обеспечения требуемых параметров вафельных обечаек, для их сваривания сваркой трением с перемешиванием в секции баков.

Кривоносом Е.В. решались следующие задачи:

разработка модели напряженно-деформационного состояния вафельной панели в момент вальцевания на бочкообразных вальцах Roundo PASS 310 и установление причины возникновения корсетности;

- переход на вальцевание, восстановленной и модернизированной технологической оснасткой, установкой ГЛС-2К-НИАТ, позволившей снизить корсетность компенсаторов до 2 мм и возможность исключить ее на оставшейся площади панели, за счет регулировки параметров оснастки;

- определены пути формообразования стыковых кромок, исключающие их прямолинейный излом.

Представленные технические решения частично уже реализованы, а по остальным разработан план мероприятий по внедрению, что позволит

Приложение «Б»

Госкорпорация «Роскоемос»

Акционерное общество «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР имени М.В. ХРУНИЧЕВА»

(АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева»)

«Производственное объединение «Полёт» -

филиал АО «ГКНПЦ имени М. В. Хруничева»

Богдана Хмельницкого ул., д. 226, Омская область, г. Омск, 644021, тел.: [phone], факс: [phone], e-mail: ini'o.polet@'kl-u-unidiev.rLi. http://www.khMmchev.ru ОКПО 20271149, ОГРН 5177746220361, ИНН/КПП 7730239S77/550643001

Для организации взаимодействия ОмГТУ и ПО «Полет» на территории университета был создан центр «Ангара». ОмГТУ, по согласованию с ПО «Полет» включил ряд проблем, интересующих предприятие в план диссертационных и дипломных работ аспирантов, магистрантов и бакалавров. В результате в нескольких работах были получены результаты, представляющие практический интерес и требующие реализации. Наибольших результатов удалось достичь по проблеме вальцевания панелей с вафельным фоном за счет создания совместной группы и предоставленных предприятием заготовок для экспериментальных работ.

1. Близка к решению проблема вальцевания панелей с вафельным фоном с точностью, достаточной для применения установок сварки трением с перемешиванием. (Создана и практически проверена модель напряженно деформированного состояния вафельных панелей в процессе вальцевания.)

Генеральному директору АО «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» Варочко А.Г.

Уважаемый Алексей Григорьевич!

\

2. Выполнены работы собственно по сварке трением с перемешиванием. Разработаны пути повышения качества шва.

3. Проведены работы и проанализирован материал по методам контроля сварного шва, определены партнеры по работе. (Определены направления работы по повышению надежности контроля качества шва и автоматизации процесса контроля).

4. Организована и продолжается Целевая подготовка студентов для предприятия, подготавливаются программы специального обучения студентов под проблемы предприятия, с включением их в состав совместных групп по проблемам.

Работы проводились без финансирования.

Для ускорения работ и доведения их до внедрения, Губернатором Омской области работа «Технология изготовления баков повышенной прочности с вафельным фоном для аэрокосмической техники и кадровое сопровождение разработок» включена в перечень проекта НОЦ (научно образовательный центр), который Губернатор намерен защищать на федеральном уровне и добиваться финансирования этой работы, в числе других, которые он считает перспективными для региона.

Целесообразной считаем создание по каждой проблеме совместных групп с включением в них ИТР и рабочих предприятия и специалистов университета, это позволит сконцентрироваться на конкретных проблемах и решать их с учетом особенностей на каждой операции. Планируемые результаты:

1. Разработка схемы и технического задания на установку для вальцевания панелей различных размеров вафельного фона и с учетом возможной замены материала панелей, методики расчета технологических параметров процесса вальцевания, разработка технологической инструкции. Внедрение установки в производство, получение панелей для сварки трением с перемешиванием.

2. Проведение экспериментальных работ по сварке панелей на имеющихся на заводе установках и определение оптимальной технологии.