степени несовершенств кристаллического строения (накопления внутренней энергии) в процессе деформирования. Образование вторичных структур перечисленных типов происходит в широком диапазоне температур (в том числе и при нормальных температурах). Это связано с тем, что главным фактором, определяющим кинетику их образования, является изменение внутренней энергии (неравновесной концентрации несовершенств) в процессе деформирования.
В качестве вторичных структур могут выступать химические соединения с различными группами элементов: типа мыл (олеатов, стеаратов и др.), роданидов и металлов (5-й тип структур). Главными факторами, определяющими кинетику образованного типа структур, являются химическое сродство, структурное состояние металла в процессе деформирования и его температур. Полимерные пленки являются 6-м типом вторичных структур. Эти пленки могут быть образованы путем введения в смазку высокомолекулярных соединений (присадок), адсорбирующихся на поверхностях трения, или путем применения смазочных материалов полимеризующихся непосредственно при трении под воздействием высоких давлений и температур в зоне контактирования.
Структурообразования в результате избирательного переноса являются 7-м типом структур, которые можно использовать в узком диапазоне нагрузок, скоростей и температур. Образование структур обусловлено химической природой среды, главным образом гидроксилсодержащими соединениями (многоатомными спиртами.) При незначительной интенсивности переноса металла и скорости удаления продуктов переноса с поверхностей трения (износа) структуры 7- го типа могут быть отнесены к нормальным.
Существует особый класс разделяющих структур, которые являются продуктами непосредственного физического или химического взаимодействия смазки и основного металла. Однако структуры могут быть отнесены к вторичным, так как их действие связано с их физикохимическими превращениями в процессе трения при обязательном воздействии напряженного состояния среды. К этим структурам относятся жидкие металлы, претерпевающие при трении структурные изменения в присутствии поверхностно-активной смазки (8-й тип структур), и твердые смазки, приобретающие смазочные свойства в присутствии адсорбирующихся соединений, например, паров воды и некоторых органических соединений (9-й тип структур). Это, в первую очередь, графит, соли металлов, дисульфид молибдена. Таким образом, вторичные структуры представляют собой разделительную
60
фазу, образующуюся в процессе трения в результате адсорбционного и химического взаимодействия поверхности твердого тела, смазки и активных элементов газовой среды. Основными факторами, определяющими это взаимодействие, являются степень активации (запасенная энергия) тонких поверхностных слоев металла в процессе деформирования, адсорбционная и химическая активность смазки и состав газовой среды (например, наличие кислорода).
7. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИЗДЕЛИЙ
Специзделия бронетанковой техники представляют собой сложные, металлоемкие и трудоемкие изделия, серийное производство которых требует высокого уровня технологии и комплексномеханизированных производств по всем видам работ.
Наиболее сложными узлами специзделия являются: -корпус и башня;
-узлы ходовой части (гусеничные ленты, балансиры, торсионные валы, опорные катки);
-коробки перемены передач.
Конструкции специзделия постоянно изменялись и усложнялись, улучшались их тактико-технические характеристики. Соответственно менялась и технология их изготовления.
На каждом заводе через определенное время ставилось производство новых специзделий. При этом производство базировалось на традиционно освоенной технологии, в основном, на уже имеющемся оборудовании с добавлением по необходимости более совершенного.
По этим причинам, вследствие разного времени постановки на производство новых специзделий, технология и оборудование на заводах значительно отличались.
Для технологической подготовки производства нового специзделия в сжатые сроки требуется разработать:
-технологических процессов – 11000-15000 наименований;
-приспособлений – 12000-18000 наименований;
-специального инструмента – 1500-2000 наименований;
-штампов листовой штамповки – 4000-6500 наименований;
-штампов горячей штамповки – 500-700 наименований;
-литейных моделей и кокилей – 200-300 наименований.
61
Для начала серийного производства необходимо спроектировать и изготовить оснастку первой очереди, что составляет 40-50 % от всего потребного количества. Для ускорения разработки технологической документации и изготовления оснастки, кроме технологических служб завода-изготовителя, привлекались технологические институты машиностроительного профиля, а также различные заводы отрасли.
Проектная технология определяет общий технико-экономический уровень нового производства с учетом оптимальной трудоемкости и минимальных затрат на подготовку производства.
Необходимое качество деталей и узлов обеспечивается комплексной системой технологических процессов.
Комплексная система предусматривает разработку технологических процессов, начиная с получения заготовок и кончая отделочными операциями деталей, сборки, испытания узлов и изделий в целом, использованием специального высокопроизводительного оборудования и всех видов оснастки, рациональной организацией производства.
Кроме обеспечения заданного качества, не менее важными задачами технологии являются обеспечение оптимальной трудоемкости изготовления изделий, экономия металла и всех видов материалов, комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, создание нормальных условий труда работающих, обеспечение экологически чистых производств.
Особые требования к деталям и сборочным узлам в части обеспечения заданных служебных свойств предопределили необходимость создания нетрадиционных, принципиально новых технологических процессов и оборудования для их реализации, позволяющих конструкторам создавать качественно новые изделия спецтехники с минимальными весовыми и габаритными параметрами.
Удельный вес трудоемкости по всем видам производства изготовления специзделия по специфическим и оригинальным деталям и узлам составляет: по корпусу – 10-16 %, по башне – 10-12 %, по трансмиссии – 15-20 %, по ходовой части – 13-15 %. Таким образом, трудоемкость изготовления основных узлов составляет более половины.
По металлоемкости (массе) эти детали и узлы составляют: по корпусу – 40 %, по башне – 16 %, по трансмиссии – 5 %, по ходовой части – 22 %.
62
7.1. Изготовление корпусов специзделий
Изготовление корпусов включает в себя почти все виды производства (технологические переделы), требует применения уникального технологического оборудования, больших производственных площадей, высокого уровня технологии и квалифицированных рабочих кадров.
На всех заводах технология изготовления корпусов специзделий примерно одинакова и отличается конструкциями изделий, программой выпуска, временем постановки на производство, составом оборудования.
Изготовление листовых броневых деталей
Исходные листы, поставляемые от металлургических заводов, подвергаются термообработке в камерных печах. Затем производится их вырезка по контуру на газорезательных установках с программным управлением и срезание фасок газовыми резаками под последующую сварку основных швов в корпусе.
После газовой резки происходит подкал поверхностей, который значительно усложняет последующую механическую обработку и может явиться причиной возникновения трещин при сварке. Для устранения подкала вырезанные детали подвергались отпуску в камерных печах.
Институт разработал и внедрил новые способы и оборудование для электроконтактного отпуска кромок с применением индукционного низкотемпературного нагрева.
Окончательная термообработка, во избежание поводки и коробления производится в мощных закалочных прессах. Отдельные поверхности листовых деталей подвергаются механической обработке.
Изготовление закладных узлов
Закладные узлы корпуса: нос, борта (левый и правый), днище, задний мост собираются и свариваются на специализированных ком- плексно-механизированных участках.
Все участки оборудованы специальными механизированными установочными стендами, на которых производятся установка, базирование и сварка.
Сборка и сварка производятся на специальных механизированных стендах автоматическими сварочными установками под слоем флюса или полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа.
63
На участках происходит максимальное насыщение узлов деталями для уменьшения объемов работ на главном конвейере сварки корпуса. При необходимости производится механическая обработка отдельных поверхностей узлов.
Сборка и сварка корпусов
Изготовленные закладные узлы поступают на механизированные стенды с гидравлическими приводами для сборки предварительной сварки корпуса.
Каждый узел базируется и выставляется от установочных баз, закрепляется с обеспечением необходимого пространственного положения и предварительно сваривается в целый корпус. После этого предварительно сваренный корпус передается на главный сварочный конвейер.
По ходу технологических операций на конвейере происходит автоматическая многопроходная сварка основных швов под слоем флюса. Сварочные автоматы подвешены на порталах с возможностью поворота на необходимые углы.
Способы накатки и конструкции оборудования защищены авторскими свидетельствами, удостоены дипломов и медалей.
Развивая направление холодного пластического деформирования, на основе опытных и научно-исследовательских работ, разработан и внедрен новый способ холодной продольной формообразующей раскатки длинномерных валов в неприводных ручьевых роликах.
Раскатка производится двумя неприводными роликами за ряд двойных возвратно-поступательных ходов и поворотами заготовки по определенной программе (90º-45º-90º).
В качестве заготовки берется круглый пруток по наибольшему диаметру детали, длина заготовки на 30-40 % меньше длины готовой детали. Поверхность прутка должна быть предварительно обработана для удаления обезуглероженного слоя.
При раскатке заготовки с помощью следящего устройства осуществляется непрерывный контроль ее длины. Сигнал на окончание цикла раскатки поступает после достижения требуемой длины, а следовательно, и диаметра раскатанной детали.
По мере развития способа холодной продольной раскатки круг авторов значительно расширился. Были получены дополнительные авторские свидетельства и патенты, в авторский коллектив вошли специалисты института, которые создали полуавтоматические станы (типа ПР), для формообразования длинномерных валов и осей на основе холодной продольной раскатки.
64