Разработка организационно-технологических основ промышленного применения инновационных процессов химико-термической обработки

• Автор: Рыжов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 08.00.28, 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 272 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОРГАНИЗАЦИОННОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕРМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА СЕРИЙНОГО

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ.

1.1. Термическая и химикотермическая обработка важнейшее звено

заготовительного производства машиностроительных

предприятий

1.2. Анализ организационнотехнологического уровня современного

термического производства серийного машиностроительного предприятия.

1.2.1. Характеристика обрабатываемых деталей и технологического процесса химикотермической обработки.

1.2.2. Анализ структуры термического цеха

1.3. Современные способы газовой цементации и применяемое
технологическое оборудование.
1.3.1. Назначение цементации и классификация способов цементации
1.3.2. Способы газовой цементации и технологическое оборудование для условий массового и крупносерийного производства
1.3.3. Способы газовой цементации и технологическое оборудование для условий серийного производства.
1.3.4. Преимущество и возможности ионной цементации
1.3.5. Основные преимущества ионной нитроцементации
1.4. Выводы и направления исследований.
2. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННЫХ СПОСОБОВ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
2.1. Этапы техникоэкономического анализа способов цементации
2.2. Формирование критериев оценки способов цементации
2.2.1. Обоснование критериев оценки насыщающей атмосферы
2.2.2. Требования, предъявляемые к оборудованию для
цементации, и критерии его оценки
2.2.3. Выбор критериев оценки эффективности способов
цементации.
2.3. Теоретические положения количественной оценки критериев
2.4. Методология определения обобщающих критериев оценки
2.5.Вывод ы.
3. АНАЛИЗ НОВИЗНЫ И ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ИОННОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ.
3.1. Анализ способов цементации по показателям технологической
атмосферы и оборудования.
3.2. Оценка новизны и потенциальных возможностей ионной
цементации.
3.3. Оценка экономических показателей эффективности процесса
ионной цементации
3.4. Выводы.
4. СПОСОБЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ХИМИКО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Основные задачи и предпосылки реализации инновационных
технологических процессов.
4.2. Направления развития ионноплазменного оборудования и
достигнутые результаты
4.3. Анализ технических и эксплуатационных характеристик зарубежного оборудования для ионной цементации
4.3.1. Состояние в сфере производства ионноплазменного оборудования.
4.3.2. Конструктивные и технологические особенности установок ионной цементации
4.3.3. Стоимость оборудования для ионной цементации
4.3.4. Техникоэкономический анализ установок ионной цементации.
4.4. Стратегические подходы к производству отечественных установок
ионной химикотермической обработки.
4.4.1. Стратегия первого этапа производства установок
4.4.2. Стратегия второго этапа производства установок
4.5. Факторы, определяющие конкурентоспособность отечественных
установок.
4.5.1. Совершенствование системы управления процессами ионной химикотермической обработки.
4.5.2. Компьютерный метод расчета режимов обработки
4.5.3. Расчет себестоимости отечественных установок
4.6.Вывод ы.
5. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОРГАНИЗАЦИОННО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРМИЧЕСКОГО УЧАСТКА
ИОННОЙ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
5.1. Методика построения модели структуры гибкого
автоматизированного участка ионной ХТО
5.1.1. Установки ионной ХТО системообразующий элемент
гибкого автоматизированног о термического производства
5.1.2. Основные этапы формирования организационно технологической структуры гибкого автоматизированного участка.
5.1.3. Конструкторско технологическая унификация обрабатываемых деталей
5.1.4. Основные функциональные элементы структуры гибкого автоматизированного участка ионной химико термической 8 обработки
5.1.5 Анализ и расчет технологического цикла ионной ХТО
5.1.6. Определение потребного количества единиц
технологического оборудования
5.2. Производственная структура гибких автоматизированных
участков ионной ХТО.
5.2.1. Гибкий автоматизированный участок, оснащенный однокамерными установками.
5.2.2. Гибкий автоматизированный участок, оснащенный двухкамерной установкой.
5.2.3. Гибкий автоматизированный участок, оснащенный трехкамерной установкой
5.3. Результаты оценки техникоэкономической эффективности
гибкого автоматизированного участка.
5.4. Показатели гибкости участков ионной ХТО.
5.5. Имитационное моделирование функционирования гибкого
автоматизированного участка.
5.5.1. Методика имитационного моделирования
5.5.2. Имитационная модель ГАУ ионной ХТО с однокамерными установками.
Стр.
5.6. Выводы.
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА ОТЕЧЕСТВЕННОГО ИОННОПЛАЗМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
6.1. Основные организационноэкономические задачи создания
производства установок ионной ХТО и возможные пути их
решения.
6.2. Система техникоэкономических показателей эффективности
инвестиционного проекта.
6.2.1. Характеристика производственной программы создаваемого предприятия
6.2.2. Маркетинговое исследование рынка сбыта
6.2.3. Оценка уровня капиталовложений и обеспечение финансовыми ресурсами
6.2.4. Оценка финансовоэкономической эффективности проекта.
6.3. Оценка риска инвестиций при создании предприятия.
6.4. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
РЕКОМЕНДАЦИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.
АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ НИР.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Предприятие серийно производит двигатели семейства АЛ, которыми оснащают самолеты штурмовики СУ и истребителиперехватчики СУ 4. Современные газотурбинные двигатели являются сложными в конструктивном и технологическом отношении изделиями, элементы и узлы которых подвержены высоким температурным, силовым и вибрационным нагрузкам. Обеспечение качества, в том числе надежности и ресурса, ГТД является главной задачей производства. Важнейшая роль в решении этой задачи принадлежит технологии 4. Поэтому производство ГТД требует постоянного совершенствования технологических процессов, разработки и внедрению новых методов обработки, обеспечивающих высокое качество и эксплуатационную надежность деталей двигателя. Основной цементуемой деталью ГТД является зубчатое колесо. В двигателе около 0 зубчатых колес, которые размещены в коробках приводов и агрегатов рис. Зубчатые колеса выполняют ажурными, максимально облегченными рис. Конструктивные типы колес разнообразны. Большинство деталей имеют поверхности, требующие защиты от цементации. Используют напуски слои металла, удаляемые механической обработки после цементации. Годовая программа предприятия 0 ООО деталей. Зубчатые колеса авиадвигателей являются высоконагруженными и высокоскоростными. Рис. ППО II привод к генератору привод к топливному насосу привод к датчику приведнных оборотов привод к насосу поршневому привод к регулятору ППО привод от турбины ППО привод от воздушного стартера привод к датчику числа оборотов ротора второго каскада компрессора привод к насосу поршневому привод к маслонасосу откачки привод к топливному насосу регулятору привод к центробежному суфлеру запасной привод. Рис 1. Высокий уровень рабочих напряжений сочетается с требованием высокой эксплуатационной надежности и долговечности. Эти факторы определяют комплекс высоких требований к свойствам применяемых сталей, качеству упрочнения поверхностного слоя зубьев колес и точности их изготовления. Применяют комплекснолегированную цементуемую сталь электрошлакового переплава марки ХЗНВФМБШ ВКС5. Сталь обладает высокой теплостойкостью и требуемым комплексом механических свойств. Точность изготовления зубчатых колес должна соответствовать й степени она обеспечивается зубошлифованием обязательной отделочной операции. А ост. Технологический процесс изготовления зубчатых колес является много операционным рис. Он включает цикл предварительной термической обработки и цикл химикотермической обработки рис. Предварительная термическая обработка. Для зубчатых колес заготовку получают горячей штамповкой. ОТПУСК V отпуск
и. Рис. ВРЕМЯ. Рис. Крупное зерно создает повышенную хрупкость цементованной поверхности и снижает работоспособность деталей. На результат исправления перегрева при штамповке весьма сильное влияние оказывает склонность стали к структурной наследственности способности сохранять величин зерна при фазовых превращениях. Для подавления проявления структурной наследственности применяют двойную перекристаллизацию структуры при нормализации и закалке. Обычно предварительная термическая обработка включает нормализацию для исправления структуры и последующий высокий отпуск для смягчения стали и придания ей хорошей механической обрабатываемости. Для авиационных колес дополнительно введена закалка, после которой проводят еще один высокий отпуск. Химикотермическая обработка. Химикотермическая обработка создает основной уровень упрочнения. Она предназначена для того, чтобы повысить твердость поверхности, износостойкость, сопротивление усталости, обеспечить высокую контактную выносливость. Главной, определяющей этот комплекс свойств операцией, является цементация. Цементацию проводят в шахтных печах при температуре 0 С в течение часов. Детали загружают в корзины, которые после науглероживания охлаждают на воздухе. Науглероженные детали подвергают сложной термической обработке, состоящей из высокого отпуска, закалки, обработки холодом и низкого отпуска. Высокий отпуск. Назначение этой операции получение сорбитной структуры, снижение твердости для облегчения снятия напусков и протягивания шлиц.