Комбинированная чистовая обработка переходных участков металлокерамических покрытий с диэлектрическими гранулами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Паничев Евгений Владимирович

• Паничев Евгений Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Паничев Евгений Владимирович

Введение

Глава 1 Анализ способов и технологических процессов получения и комбинированной обработки термостойких металлокерамических покрытий

1.1 Технологическое обеспечение получения требуемых характеристик поверхностного слоя под термостойкие покрытия

1.2 Конструктивные характеристики проточной части горячей зоны тепловых двигателей

1.3 Отработка технологичности проточного тракта

1.4 Технологическое обоснование выбора материалов для нанесения локальных теплозащитных покрытий на горячую

зону тепловых двигателей

Анализ материалов по теме работы и обоснование выбора решаемых задач для достижения поставленной цели

Глава 2 Пути и последовательность решения поставленных задач по комбинированной обработке переходных участков металлокерамических покрытий

2.1 Научные гипотезы

2.2 Обоснование выбора объектов исследований

2.3 Материальная база для проведения исследований

2.4 Материалы нанесенных на переходные участки многослойных теплозащитных покрытий

2.5 Последовательность выполнения этапов работы и решения задач для достижения поставленной цели

Выводы по главе

Глава 3 Механизм и моделирование процесса обработки сопрягаемых

участков покрытий

3.1 Механизм получения многокомпонентных покрытий на

переходных участках горячей зоны ракетных двигателей

3.2 Моделирование процесса обработки сопрягаемых участков покрытий при ограниченном доступе инструмента в зону удаления припуска

3.3 Методики расчета режимов нанесения абразивного зерна и параметров гибкого абразивного инструмента

3.4 Обеспечение качества подготовки поверхности переходных участков, и оценка ее влияния на адгезионную прочность получаемого покрытия

Выводы по главе

Глава 4 Разработка технологии и реализация материалов по размерной чистовой комбинированной обработке переходных участков покрытий

4.1 Новые способы получения эрозионно-стойких теплозащитных покрытий на переходных участках детали с возможностью их последующей чистовой обработки

4.2 Особенности проектирования технологии локальной обработки плавного перехода и чистовой обработки теплозащитного покрытия в зоне кольцевых щелевых завес впрыска топлива

4.3 Экспериментальное обоснование назначения минимального припуска на чистовую обработку переходных участков

4.4 Технология чистовой комбинированной электро-абразивной обработки переходных участков металлокерамических покрытий

4.4.1 Обоснование необходимости чистовой обработки переходных участков покрытий

4.4.2 Современные способы тепловой защиты, применяемые для переходных участков камер

сгорания и реактивных сопел ракетных двигателей

4.4.3 Отработка производственной технологичности поверхности переходных участков под эксплуатационные требования к покрытиям

4.4.4 Этапы проектирования технологического процесса обработки покрытия на переходных участках детали

4.4.5 Проектирование технологического процесса обработки переходных участков

4.5 Технология контроля качества переходных участков металлокерамических покрытий после чистовой обработки

4.6 Перспективы электро-абразивной обработки покрытий в закрытых полостях

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Введение

Актуальность темы диссертационного исследования. При создании новых поколений ракетной техники потребовалось решить задачи, ранее не рассматриваемые при однократном использовании двигателей, в частности, создание способов локальной защиты от перегрева переходных участков сложного профиля с ограниченным доступом инструмента в зону обработки. При обеспечении такой защиты возникла необходимость в разработке многокомпонентных покрытий с использованием минералокерамических гранул, обработка которых используемым для этих целей абразивным инструментом оказалась малопроизводительной или не осуществимой из-за сложностей с доступом инструмента в зону удаления припуска. Особые сложности возникли на переходных участках покрытий, где требовалось сохранить толщину нанесенного слоя покрытия и обеспечить заданную шероховатость поверхности. С увеличением числа пусков двигателей новых поколений ракетной техники возросла необходимость в создании способов комбинированной локальной размерной обработки нанесенных покрытий с целью снижения шероховатости переходных участков, с сохранением термозащитных свойств покрытия. Установлено, что локальная чистовая обработка контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла тракта обеспечивает значительное снижение сопротивления потоку продуктов сгорания компонентов топлива и устранение за счет этого перегрева переходных участков в теплонагруженной зоне. Тем самым создаются условия для увеличения количества успешных пусков изделий с 2-3 в начале освоения космической техники до 24-25 в настоящее время, а в ближайшей перспективе до 45-50 пусков. Для достижения такого результата потребовалось решение технологических задач по сохранению толщины поверхностного слоя по всей длине контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла, несмотря на необходимость удаления части его толщины для чистовой обработки переходных участков, и создание новых экономически обоснованных способов

эффективного удаления припуска в условиях ограниченного доступа инструмента к месту обработки.

Для этого предложена и научно обоснована возможность замены части технологических операций, выполняемых традиционными методами механической обработки, на комбинированное электро-абразивное регулируемое удаление припуска с переходных участков термостойких многокомпонентных покрытий, а также разработана новая конструкция гибкого инструмента, что обеспечило в создаваемых изделиях многоразового использования получение заданных характеристик поверхностного слоя, снижение неравномерности покрытия за счет минимизации припуска на чистовую операцию, создание новых технологических приемов для эффективной обработки участков с ограниченной доступностью инструмента.

Работа проводилась по государственным заданиям в соответствии с тематическими карточками Роскосмоса Российской Федерации и постановлением Правительства Российской Федерации №2164-П «О проведении государственной программы «Мобильный комплекс» (раздел «Техническое перевооружение»), а также в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно -педагогические кадры инновационной России» в целях развития сложившегося научного направления по комбинированным методам обработки с наложением электрического поля, которое является актуальным для машиностроения.

Целью работы является повышение ресурса камер сгорания ракетных двигателей многоразового применения путем создания новых способов и средств технологического оснащения для экономически обоснованной комбинированной чистовой обработки металлокерамических теплозащитных покрытий на переходных участках деталей горячей зоны изделия.

Для достижения поставленной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследование механизма формирования профиля и геометрии микронеровностей при плазменном нанесении металлокерамических

теплозащитных покрытий на переходные участки контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла.

2. Обоснование минимальной величины припуска на чистовую обработку переходных участков металлокерамического покрытия.

3. Создание новых технологических способов и устройств для управляемого удаления припуска по длине контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла с переменной геометрией.

4. Обоснование путей обеспечения эрозионной стойкости и теплозащитных свойств переходных участков покрытий в зависимости от высоты микронеровностей, припуска и геометрии контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла в зоне воздействия продуктов сгорания компонентов топлива.

5. Создание средств технологического оснащения для локального удаления припуска на переходных участках при ограниченном доступе инструмента в зону обработки.

Предмет исследований: технология удаления припуска с переходных участков металлокерамических покрытий, содержащих диэлектрические гранулы, с обеспечением равномерности теплозащитных свойств и ресурса, необходимого для заданного количества пусков изделия.

Объект исследований: новые способы и гибкий электро-абразивный инструмент, обеспечивающий эффективное управление съемом припуска при ограниченном доступе инструмента в зону чистовой обработки.

Методы исследований и достоверность результатов. В процессе выполнения работы использован накопленный потенциал теоретических классических исследований в области технологии машиностроения, электрических методов обработки, закономерностей проектирования комбинированных технологических процессов с наложением электрического поля, теоретические положения о подобии в технике, теории электро-абразивной чистовой обработки.

Достоверность результатов доказана хорошей сходимостью расчетных и экспериментальных результатов, а также положительными показателями при испытании изделий в производственных условиях.

Решаемая научная задача: раскрытие механизма чистовой обработки переходных участков и разработка методики назначения технологических режимов комбинированной чистовой размерной обработки покрытий, включающих диэлектрические гранулы, с использованием гибкого электроабразивного инструмента.

Научная новизна работы:

- установление новых закономерностей течения металлической связки под действием на нее динамического импульса диэлектрических гранул, формирующих микро профиль поверхностного слоя покрытия, не свойственного течению расплавленного металла;

- на базе разработанного механизма закрепления в поверхностном слое минералокерамических гранул созданы новые способы комбинированной обработки, защищенные патентами;

- моделирование геометрической формы пространства переходных участков, заполняемого металлической связкой, с учетом динамических характеристик материала наносимого покрытия и его взаимодействия с наружной поверхностью покрытия на переходных участках контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла;

- научное обоснование минимальной величины припуска под чистовую обработку переходных участков для обеспечения на них требуемой шероховатости, теплозащитных свойств и ресурса покрытия при многократных пусках изделия;

- критериальная оценка требуемой высоты неровностей переходных участков для обеспечения стабильности потока продуктов сгорания компонентов топлива и равномерности теплозащитных свойств покрытий контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла с переменной геометрией в проточной части изделия.

Практическая значимость:

- разработка режимов комбинированной электро-абразивной обработки металлокерамических покрытий гибким инструментом на переходных участках контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла;

- обоснование величины минимального припуска под чистовую обработку переходных участков металлокерамических покрытий с учетом условий их эксплуатации при многократных пусках изделий;

-расширение технологических возможностей чистовой обработки переходных участков гибким электро-абразивным инструментом за счет улучшения его доступа в зону обработки при использовании предложенных технологических режимов;

- обоснование технико-экономических возможностей и перспектив эффективного использования комбинированной чистовой обработки разработанными способами и инструментом сложно профильных труднодоступных для инструмента участков покрытий с не токопроводящими включениями в изделиях машиностроения.

Личное участие соискателя в выполнении работы:

- решение поставленных научных задач и достижение поставленной цели с раскрытием механизма формирования микро профиля при нанесении на переходные участки металлокерамического покрытия и его локальной чистовой обработки в условиях ограничений, вызванных сложностями доступа инструмента в зону обработки и необходимостью обеспечения теплозащитных свойств и ресурса покрытий;

- экспериментальное подтверждение теоретических положений на модельных образцах и при огневых испытаниях камер сгорания и реактивных сопел ракетных двигателей многоразового применения;

- создание с участием соискателя новых способов и устройств, защищенных патентами Российской Федерации;

- раскрытие перспектив расширенного использования результатов исследований в различных отраслях машиностроения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комбинированная чистовая обработка переходных участков металлокерамических покрытий с диэлектрическими гранулами»

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на Международной научно-технической конференции «Лучшие технологические школы России» в рамках IV Международного технологического форума «Инновации. Технологии. Производство» (Рыбинск, РГАТУ им. П.А. Соловьева),2017г.; Х Международной научно-технической конференции ТМ-2018, (Воронеж, ВГТУ), 23-24 мая 2018 г; IX Всероссийской конференции. РАН «Новые технологии», 2012 г.; 11-й Международной конференции МАИ «Авиация и космонавтика», 2012 г.; Международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества изделий машиностроения и авиакосмической техники»,- Брянск: БГТУ, 2020 г.; XI Международной научно-технической конференции ассоциации технологов-машиностроителей «Инновационные технологии машиностроения в транспортном комплексе», БФУ им. И. Канта, Калининград, 10 - 14 сентября 2019 г.; X Международной научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (ИнМаш-2019) / Кемерово-Шерегеш, Россия 26-29 ноября 2019 г.; Научном симпозиуме технологов - машиностроителей (с международным участием) «Фундаментальные основы физики, химии и динамики наукоёмких технологических систем формообразования и сборки изделий», Ростов н/Д., п. Дивноморское, 2 - 5 октября 2019 г.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в серийное производство при изготовления ракетных двигателей на «ВМЗ» -филиале АО «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева» и в АО КБХА с реальным экономическим эффектом, а также используются в учебном процессе Воронежского и Донского государственных технических университетов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ общим объемом 10,68 п. л., где соискателю принадлежит 3,82 п. л. В их число входит 4 патента и 7 статей по списку ВАК РФ, а также системе <^корш».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, заключения, приложений и списка литературы из 128 наименований. Работа изложена на 147 страницах с 54 рисунками и 20 таблицей.

Глава 1 Анализ способов и технологических процессов получения и комбинированной обработки термостойких металлокерамических покрытий

1.1 Технологическое обеспечение получения требуемых характеристик поверхностного слоя под термостойкие покрытия

Проточное охлаждение - это снижение теплонапряженности, за счет обтекания поверхности нагрева охладителем со стороны зоны нагрева проточного тракта энергетического изделия, например, камеры сгорания и реактивного сопла ракетного двигателя. От эффективности охлаждения зависит период работоспособности двигателей, особенно многоразового использования. На это влияют температура в зоне горения компонентов топлива, время действия факела пламени, характеристики материалов деталей, наличие и свойства покрытий, особенности конструктивных решений при проектирований систем охлаждения.

При автономном охлаждении охладитель после отбора тепла с внешней стороны стенки направляется не в камеру сгорания, а отводится к другим элементам или узлам (см. типовую схему ЖРД [58;107] с газификацией охладителя в зарубашечном пространстве).

При регенеративном охлаждении в качестве охладителя используется один из компонентов топлива, который после прохождения по зарубашечному пространству направляется в камеру сгорания.

При радиационном охлаждении отвод тепла с внешней стороны элемента осуществляется за счет излучения.

В двигателестроении широко развита система нанесения теплозащитных покрытий (ТЗП). Использование ТЗП на наиболее теплонапряженных элементах двигательной установки при неизменных внешних тепловых нагрузках позволяет снизить габаритно-массовые характеристики агрегата на 15 - 20 % относительно случая, когда обеспечение нормативно-прочностных характеристик осуществлялось путем увеличения толщины элементов конструкции или постановкой дополнительных ребер жесткости. Различают активные и пассивные

ТЗП. К пассивным ТЗП относятся теплоизоляционные и емкостные, а к активным (аблирующим) - сгорающие, коксующиеся и испаряющиеся.

Емкостной метод охлаждения камеры основан на аккумуляции тепла стенками камеры в процессе нестационарного теплообмена с газом. При этом методе период безопасной работы камеры сгорания будет ограничено временем, за которое температура огневой поверхности достигнет предельно допустимой, близкой к температуре плавления материала; при этом глубинные слои стенки должны сохранять требуемую прочность. Время достижения опасной температуры зависит от градиента температур, температуры плавления или сублимации для данного материала, его теплоемкости и теплопроводности. Чем выше теплоемкость материала, тем большее количество тепла может аккумулироваться в массе стенки и медленнее будет расти температура стенки со стороны потока продуктов горения. Увеличение теплопроводности материала позволяет быстрее отводить тепло от огневой стенки изделия. Например, время безопасной работы медной стенки, несмотря на ее более низкую, чем у стали, температуру плавления и примерно одинаковую теплоемкость, существенно больше. Причина заключается в значительно большей теплопроводности меди.

Материалы, применяемые в емкостных ТЗП должны обладать хорошими теплоаккумулирующими способностями при высоких значениях температуры разрушения материала (вольфрам, молибден, медь и т.д.).

Теплоизоляционные ТЗП обеспечивают защиту стенок камеры сгорания за счет использования материалов, более тугоплавких, чем современные конструкционные металлы. Такими материалами являются карбиды и окислы металлов, различные виды огнеупорной керамики и металлокерамики, графиты, обладающие низкими значениями коэффициента теплопроводности. В связи с более высокой температурой плавления возможно повышение температуры стенки со стороны потока продуктов горения и, следовательно, снижение тепловых потоков в стенку.

Тугоплавкие материалы могут применяться для изоляции стенки со стороны огневой поверхности. Так как тугоплавкие покрытия имеют обычно низкую

теплопроводность, то температура основного материала значительно ниже температуры огневой поверхности. Как видно, в этом случае низкая теплопроводность не является недостатком (если температура плавления покрытия достаточно высока). Здесь условия течения факела пламени определяются состоянием поверхностного слоя переходных участков, поэтому в ряде случаев требуется чистовая обработка нанесённого ТЗП.

При организации теплозащиты аблирующими покрытиями материал стенок должен обладать высокой теплотой плавления или сублимации и в то же время низкой теплопроводностью. В этом случае количество тепла, отводимого уносимым материалом, преобладает над количеством тепла, аккумулируемого в сохраняющихся слоях материала стенок. Интенсивность охлаждения определяется профилем переходных участков и состоянием микрорельефа поверхности на этих участках, где снижение эффективности ТЗП нежелательно. Возникает необходимость решения противоречивой проблемы: с одной стороны, на наиболее теплонапряженном участке требуется сохранить полученное ТЗП; с другой -требуется улучшить условия течения потока путем выравнивания поверхности переходной зоны, для чего необходимо удаление части слоя выступающего в виде припуска под чистовую обработку покрытия. Решение этого вопроса является одной из задач, решаемых в представленной работе.

При расчете характеристик ЖРД, сопло которого имеет теплозащиту абляцией, необходимо учитывать изменение площади проходных сечений сопла (прежде всего критического) по времени.

Сгорающие ТЗП представляют собой твердотопливную систему, состоящую из горючего и окислителя, причем элементов, являющихся горючим, существенно больше по сравнению с тем количеством, которое обеспечивало бы эффективный процесс горения. Продукты сгорания такого ТЗП имеют существенно меньшую температуру, по сравнению с основным газовым потоком, что определяет возможность создания более холодного пристеночного слоя. В случае использования указанного типа ТЗП необходимо определить оптимум между толщиной

покрытия и массовыми характеристиками двигательной установки для обеспечения создания тепловой защиты.

Коксующиеся ТЗП представляют собой матричную систему на основе фенольных смол или каучука. При этом в качестве наполнителя используются асбест, стекло или нейлон. Температура материала, уносимого газовым потоком, существенно ниже по сравнению с температурой самого потока. Коксовый остаток, образовавшийся на поверхности ТЗП, имеет плотную структуру, что определяет постоянство сечений каналов.

Испаряющиеся ТЗП представляют собой сотовую конструкцию. В качестве материала, образующего соты используются пористые вольфрам или молибден, а в качестве наполнителя - медь.

Транспирационное охлаждение — осуществляется через пористые вставки. Охладитель подается в камеру ЖРД через вставки, выполненные из пористого материала, уставленные во внутренней стенке камеры. В качестве преимущества указанного способа охлаждения необходимо отметить равномерное распределение охладителя по внутренней поверхности камеры. К недостаткам транспирационного охлаждения можно отнести высокое гидравлическое сопротивление материала вставок, пониженное значение прочности, сложность закрепления вставки в стенке камеры, а также зашлаковывание пористых вставок в процессе эксплуатации.

Эффективность большинства применяемых видов охлаждения зависит от состояния и характеристик поверхностного слоя по длине контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла. При этом наибольшего внимания требует обработка переходных участков при минимизации припуска на выравнивание профиля, что является одной из задач, решаемых в работе.

1.2 Конструктивные характеристики проточной части горячей зоны

тепловых двигателей

Основным агрегатом жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) двигательной установки (ДУ) ракетоносителя (РН) является камера сгорания (КС). Конструктивно КС ЖРД можно разделить на два элемента: блок камеры сгорания, состоящий из смесительной головки и цилиндрической части, и сопловую секцию, состоящую из дозвуковой и сверхзвуковой части (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Камера сгорания двигателя РД-0107 1 - корпус, 2 - смесительная головка, 3 - цилиндрическая часть, 4 - сопло, а - узел пояса завесы, б - узел подвода охладителя, в - узел крепления камеры

Исходными данными для конструирования камеры являются прежде всего геометрические размеры и газодинамический профиль, которые определяются

при газодинамическом расчёте. Затем производится расчет смесеобразования и форсунок, расчет тепловых потоков и решаются задачи теплозащиты стенки, выбираются основные материалы.

Основные геометрические параметры газодинамического профиля КС представлены на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Газодинамический профиль КС ёК - диаметр блока КС, ёКР - диаметр критического сечения, ёа - диаметр среза сопла КС, 1ц - длина цилиндрической части КС, 1а - длина сверхзвуковой части сопла, ра - угол профиля сопла в его выходном сечении

Полученные значения газодинамического профиля КС и его последующего теплового расчета определяют конструкторско-технологическое исполнение, ограниченное применяемыми на сегодняшний день материалами, оборудованием, технологиями и технологичностью изготовления для обеспечения требуемого количества. Наибольшим ограничивающим фактором работоспособности КС ЖРД является термическая стойкость огневой стенки КС, для обеспечения охлаждения которой применяется ряд конструктивных мер.

Большинство камер ЖРД [66; 88; 89 и др.] имеет наружное охлаждение, при котором осуществляется проток охладителя по охлаждающему тракту, образованному между внутренней и наружной оболочками или стенками

(оболочкой и рубашкой) камеры сгорания и сопловой части. С ростом давления в камере и повышением энергетических характеристик двигателя для обеспечения надежной теплозащиты стенок камеры требуется интенсификация наружного проточного охлаждения. Это достигается увеличением скорости течения охладителя, развитием теплоотдающей поверхности стенки с помощью её оребрения, турбулизацией потока, например, путём создания искусственной шероховатости тракта. Кроме того, при интенсивном наружном охлаждении требуется, чтобы внутренняя стенка была достаточно тонкой и изготовлена из теплопроводных, материалов, например, из медных сплавов.

Однако с повышением давлений в камере и охлаждающем тракте, которые доходят до десятков МПа, очень сложно обеспечить высокую прочность конструкции при тонкой стенке из теплопроводных, как правило, мало прочных материалов.

Поэтому наиболее сложным этапом создания камеры является проектирование, и разработка конструкции охлаждающего тракта [66;67], который имеет много разных форм и силовых связей. От конструкции охлаждающего тракта зависит облик всей конструкции камеры, её прочность, надежность охлаждения и массовые характеристики. Таким образом, самым главным элементом конструкции камеры сгорания является конструкция охлаждающего тракта.

1.3 Отработка технологичности проточного тракта [78;79;81;82 и др.]

Наиболее простым является охлаждающий тракт, выполненный в виде гладкого щелевого канала, образованного зазором между внутренней и наружной оболочками. Однако при малом количестве охладителя для обеспечения требуемой скорости течения необходимо иметь очень малый зазор щели - меньше 0,4 - 0,5 мм, что технически выполнить очень трудно. Кроме того, при большом давлении в охлаждающем тракте, тонкая внутренняя оболочка легко теряет устойчивость и деформируется из-за недостаточной ее жесткости.

От этих недостатков избавлены охлаждающие тракты с так называемыми связанными оболочками, т.е. прочно скрепленными. Впервые их разработал известный советский конструктор А. М. Исаев в 1946 г. (двигатели У-400 и У-1250). Конструктивных схем охлаждающих трактов со связанными оболочками в настоящее время очень много.

На рис. 1.3 представлена [66;67;71;88;89 и др.] наиболее технологичная схема охлаждения, где оболочки соединены пайкой либо через ребра, выфрезерованные на внутренней оболочке (а), либо пайкой через специальные гофрированные детали - проставки (б).

ё

Рис. 1.3. Технологичные схемы охлаждающих трактов со связанными пайкой

оболочками

а - по фрезерованным ребрам, б - через гофрированные проставки

При использовании конструкций трактов, приведенных на рис. 1.3, соединяемые оболочки имеют большое число связей которые обеспечивают повышенную жесткость и прочность. Минимальный шаг между связями определяется технологией производства, а максимальный 1тах - прочностью сборочной единицы. Уменьшение высоты охлаждающего тракта 5охл часто

используется для повышения скорости течения охладителя. Однако из технологических соображений чрезмерное уменьшение высоты тракта 5охл может привести к перекрытию сечения канала припоем (запаю). Поэтому для повышения скорости течения охладителя, чтобы не уменьшать высоту канала, применяют спиральные винтовые связи (рис. 1.4). Если 0 - угол наклона ребер с осью камеры, то скорость течения охладителя WоXл~ 1/cos0. Подбирая угол наклона ребер, можно в определенных пределах влиять на скорость течения.

Учитывая, что в соответствии с газодинамическим профилем диаметр сечения сопла непрерывно изменяется, а число связей на определенном участке должно оставаться постоянным, то в соответствии с изменением диаметра сечения сопла будет изменяться на участке и шаг между связями (рис. 1.5).

г

Рис. 1.4. Схемы спиральных связей оболочек КС

Рис. 1.5. Изменение шага между связями вдоль сопла (5СП - зона спая)

Таким образом, число связей вдоль камеры постоянно будет изменяться, причем при оребрении - ступенями, а при проставках с гофрами - отдельными секциями (рис. 1.6). Технология изготовления ребер фрезерованием требует удвоения числа ребер в каждой следующей секции: предыдущие ребра не прерываются, а между ними фрезеруются новые. Число связей для проставок с гофрами в соседних секциях произвольное, лишь в начале каждой секции должно быть 20 > а в конце - 20 < ^ах.

Для одновременного удовлетворения требований надежного охлаждения и прочности внутреннюю стенку камеры сгорания часто приходится изготавливать из разных материалов. Например, на наиболее теплонапряженных участках дозвуковой и критической частей сопла для стенки применяют медные сплавы, а на остальных сталь.

Рис. 1.6. Разбивка связей по секциям КС а - при оребрении, б - при использовании проставок с гофрами

С учетом представленных выше данных рассмотрим основы технологии изготовления элементов конструкции КС ЖРД с гофрированными вставками на примере цилиндрического участка камеры сгорания РД0107 - основоположника двигателей 3 ступени семейства РН «Союз». На данном участке непосредственно за смесительной головкой происходит процесс горения компонентов (керосин и кислород) и формирование потока продуктов горения, формирующих реактивную струю в сопловой части.

Отработка технологичности конструкции является базой для постановки и решения задач 3; 4 и 5 диссертации.

1.4 Технологическое обоснование выбора материалов для нанесения локальных теплозащитных покрытий на горячую зону тепловых двигателей

Внутренняя оболочка камеры сгорания и реактивного сопла выполняется из бронзы БрХ08, обладающей высокой теплопроводностью и обеспечивающей возможность качественной подготовки поверхностного слоя под нанесение покрытия

Химический состав сплава БрХ08 согласно ГОСТ 18175-78 представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Химический состав БрХ08

Элементы, в процентах

& Fe Pb Zn Mg P Si

Основа 0,4 - 1,0 до 0,06 до 0,005 до 0,03 до 0,002 до 0,01 до 0,05

Примечание: допускаются примеси никеля до 0,5 % за счет содержания основы

Анализ источников [29; 9; 46-49; 79-81 и др.] и многочисленные эксперименты показали, что в качестве материала покрытия целесообразно использовать: для первого слоя - металлический порошок марки ПХ20Н80 выпускаемый по ГОСТ 13084-88 (химический состав порошка приведен в таблице 1.2), для наружного - механическую смесь гранул минералокерамики с металлом, в состав которой входит 80 % минералокерамики ПДЦК-100 (химический состав порошка приведен в таблице 1.3) и 20% порошка ПХ20Н80.

Таблица 1.2 - Химический состав порошка ПХ20Н80

Элементы, в процентах

М & Fe C Si Mn S Ca

Основа 18,0 - 22,0 до 0,3 до 0,06 до 0,1 до 0,05 до 0,01 до 0,08 до 0,2

Таблица 1.3 - Химический состав порошка ПДЦК-100

Элементы, в процентах

ZЮ2+HГО2 CaO Fe2Oз

90 4 - 6 до 0,3

Одним из эффективных путей повышения ресурса наиболее теплонагруженных элементов камеры сгорания и реактивного сопла современных ракетных двигателей является создание новых жаропрочных материалов и способов нанесения на них многослойных жаростойких покрытий [59-67], которые должны обладать хорошей эрозионной стойкостью и высоким тепловым

сопротивлением в условиях интенсивного воздействия высокотемпературных продуктов сгорания. Определяющей характеристикой таких материалов и покрытий, особенно при их разнородности (например, бронза БрХ08 и нихромовый подслой ПХ20Н80), является адгезионная прочность сцепления с основой [59; 63 и др.], величина которой зависит от подготовки поверхности детали под покрытие, технологических режимов, толщины покрытия и степени совершенства чистовой обработки поверхности, а также большого ряда дополнительных факторов, исчисляемых сотнями.

Камера сгорания и реактивное сопло ракетного двигателя имеют сложный геометрический профиль и работают при большом диапазоне изменения температур, сопровождающих процесс горении компонентов топлива. Здесь одним из современных способов защиты от разрушения материала является нанесение жаростойких покрытий плазменным напылением, которое включает ряд операций [29; 32; 77 и др.], по подготовке поверхности, нанесению подслоя (в случае его необходимости) и жаростойкого покрытия, а в ряде случаев -последующую электро-абразивную и термическую обработки. Контроль качества горячей зоны двигателя оценивается прочностью сцепления покрытия с основой, равномерностью его толщины; пористостью; уровнем остаточных напряжений.

Перед нанесением покрытия на материале создают искусственную шероховатость, увеличивающую адгезионную прочность слоев, для чего применяют абразивно-струйную обработку и создают необходимый микрорельеф с большой высотой микронеровностей, типа приведенных на рис. 1.7.

На рис. 1.7, а и б показан профиль, полученный различными фракциями абразивного зерна на образце из бронзы, далее (рис. 1.7, в) - более мелким абразивным зерном на нержавеющей стали.

Во всех случаях высота неровностей (Кг) превышает 60 мкм, что требуется для получения стабильной адгезии покрытия к основе.

в)

Рис. 1.7. Профилограммы поверхности образцов после пескоструйной обработки абразивным зерном различных марок и зернистости

а - SiC F20, б - Al2O3 F30, в - SiC F46

При нанесении материалов покрытий с резко различающимися свойствами (керамика на металлы, материалы с существенно различными коэффициентами термического расширения) необходимо согласование характеристик покрытия и материала детали, на которое осуществляется напылением подслоя, имеющего следующие свойства: подслой должен быть более легкоплавким и тонким по сравнению с материалом и толщиной покрытия и не оказывать значительного воздействия на процессы в контактной зоне при эксплуатации изделия.

Анализ материалов по теме работы и обоснование выбора решаемых задач

для достижения поставленной цели

Анализ доступных результатов исследований ученых научных школ Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Уфы, Тулы, Орла, Воронежа, Липецка, Ростова на Дону, Рыбинска, Саратова, Самары, Новосибирска и других городов России, а также исследования специалистов США, Японии, Англии, Германии, Китая и других стран в области технологии комбинированных методов обработки с наложением электрического поля позволил обосновать цель работы, задачи, решение которых обеспечивает достижение поставленной цели, пути решения поставленных задач, раскрыть перспективы дальнейших исследований в рассматриваемой отрасли машиностроения.

Установлено, что в доступной литературе не обнаружено источников, отражающих специфику комбинированной обработки поверхностей теплозащитных покрытий и достаточно доказательно раскрывающих механизм формирования профиля и геометрии микронеровностей при плазменном нанесении металлокерамических теплозащитных покрытий на переходные участки контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла. Это ограничивает возможности технологов при использовании традиционных методов чистовой обработки покрытий сохранить полученный показатель теплозащиты детали, достичь ресурса изделий, необходимого для создания новых поколений ракетных двигателей многоразового использования. Отсюда вытекает необходимость разработки новых технологий, совмещающих требования по обеспечению требуемого микрорельефа профиля переходных участков и сохранения теплозащитных свойств покрытий за счет минимизации величины удаляемого припуска на чистовую обработку в течение всего периода эксплуатации теплонагруженных деталей. Анализ состояния вопроса показывает, что такое решение возможно, если создать новые способы комбинированной обработки с наложением электрического поля и реализовать их на оригинальных инструментах, облегчающих доступ электродов в зону обработки.

Глава 2 Пути и последовательность решения поставленных задач по комбинированной обработке переходных участков металлокерамических

покрытий

2.1 Научные гипотезы

Предложены и обоснованы научные гипотезы, положенные в основу научных исследований по теме работы:

1. Формирование микрорельефа поверхности многокомпонентных покрытий с твердыми диэлектрическими гранулами зависит от направления вектора подачи плазменной струи наносимого покрытия относительно поверхности заготовки. На переходных участках этот угол постоянно изменяет свою величину, поэтому формируются местные выступы, определяющие шероховатость поверхности. При их локальном удалении возможно выравнивание микрорельефа профиля с минимальным съемом материала с соседних участков, что обеспечивает сохранение толщины покрытия и его эксплуатационных характеристик на переходных частях детали. Для реализации процесса чистовой обработки переходных участков покрытий требуются новые способы и инструменты, к геометрии исходной поверхности по сигналам, поступающим от участка зоны обработки.

2. Выполненные исследования показали, что для сохранения на переходных участках теплозащитных свойств покрытий следует стабильно поддерживать наибольшие размеры не токопроводящих гранул, размещенных в металлической связке. В связи с этим при назначении припусков на чистовую обработку переходных участков требуется учитывать выравнивание поверхности путем преимущественного локального удаления микронеровностей металлической связки, размерный съем которой возможен за счет анодного растворения при механической депассивации наружного слоя абразивными зернами гибкого электро-абразивного инструмента

3. Результаты анализа процесса плазменного нанесения многокомпонентных покрытий показывают, что могут быть разработаны технологические режимы нанесения покрытий, при которых диэлектрические гранулы сохраняют большую часть первоначальных габаритов и приобретают одинаковую форму, близкую к шаровидной, что позволяет выравнивать теплозащитные свойства покрытий по длине контактирующей стенки камеры сгорания и реактивного сопла.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Паничев Евгений Владимирович, 2020 год

Литература

1. Аверченков В.И. Основы математического моделирования технических систем: учеб. пособие / В.И. Аверченков, В.П. Федоров, М.Л. Хейфец. - Брянск: Из-во БГТУ, 2004. - 271 с.

2. Бабичев А.П. Основы вибрационной технологии: монография / А.П. Бабичев, И.А. Бабичев. - Ростов-н/Д.: ИЦ ДГТУ, 2008. - 694 с.

3. Батунер Л.М. Математические методы в химической технике: монография / Л.М. Батунер, М.Е. Позин. - Л.: Химия, 1971. - 824 с.

4. Безъязычный В.Ф. Метод подобия в технологии машиностроения: учеб. пособие / В.Ф. Безъязычный. - М.: Машиностроение, 2012. - 320 с.

5. Бердник В.В. Шлифование токопроводящими кругами с наложением электрического поля: монография / В.В. Бердник. Киев: Вища школа, 1984. -124 с.

6. Бирюков Б.Н. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки / Б.Н. Бирюков. - М.: Машиностроение, 1981. - 128 с.

7. Бойко А.Ф. Эффективная технология и оборудование для электроэрозионной прошивки прецизионных микроотверстий: монография / А.Ф. Бойко.- Белгород: Из-во БГТУ, 2010. - 314 с.

8. Бочаров П.Ю. Модель группирования технологического оборудования в соответствии с диапазоном и видом обрабатываемых поверхностей / П.Ю. Бочаров, В.В. Шалунов // Вестник СГТУ (Надежность машин). - 2006. - № 3 (14).

- С. 49 - 55.

9. Бондарь А.В. Криогенно эрозионное упрочнение металлических изделий / А.В. Бондарь, Е.В. Смоленцев // Упрочняющие технологии и покрытия.

- 2006. - № 4. - С. 17 - 22.

10. Бржозовский Б.М. Упрочнение режущего инструмента воздействием низкотемпературной плазмы комбинированного разряда / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, Е.П. Зенина. - Саратов: СГТУ, 2009. - 176 с.

11. Бутенко В.И. Модифицированные и многокомпонентные функциональные слои на поверхностях деталей машин / В.И. Бутенко. - Ростов-н/Д.: ДГТУ, 2026. - 235 с.

12. Бутенко В.И. Структура и свойства поверхностного слоя деталей трибосистем / В.И. Бутенко. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2012. - 367 с.

13. Васильев А.С. Статистическая модель трансформации свойств изделий в технологических средах / А.С. Васильев // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 1997. - № 4. - С. 13 - 20.

14. Витлин В.Б. Электрофизикохимические методы обработки в металлургическом производстве / В.Б. Витлин, А.С. Давыдов. - М.: Металлургия, 1988. - 127 с.

15. Верхотуров А.Д. Формирование упрочненного слоя при электроискровом легировании сталей и титановых сплавов / А.Д. Верхотуров,

A.А. Рогозинская, И.И. Тимофеева. Киев: Знание, 1979.- 27 с.

16. Исследование износостойких покрытий на основе TiN, полученных методом КИБ / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, В.Г. Сальников, Ю.В. Скрипкина,

B.В. Статинов // Материалы и упрочняющие технологии - 2012: сб. материалов Рос. науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Курск: Юго-Запад. гос. ун-т, 2012. - С. 184-191.

17. Исследование быстро закристаллизованных порошков на основе титана и никеля, полученных электроэрозионным диспергированием, и возможности их компактирования / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, В.Р. Петренко, С.Г. Сальников. -М.: АРГАМАК-Медиа, 2017. - 138 с.

18. Газизуллин К.М. Электрохимическая размерная обработка крупногабаритных деталей в пульсирующих рабочих средах: науч. издание / К.М. Газизулин. - Воронеж: ВГУ, 2002. - 243 с.

19. Газизуллин К.М. Влияние температурного фактора при электрохимической размерной обработке на точность формообразования / К.М. Газизулин // Металлообработка. 2002. - № 2. - С. 11- 12.

20. Газизуллин Р.М. Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока: дис. канд. техн. наук: 05.03.01 / Р.М. Газизулин. - Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 2004. -131 с.

21. Гальванические покрытия в машиностроении: справочник. B 2 т. / под ред. М.А. Шлугера. - М.: Машиностроение, 1984. - Т. 2. - 240 с.

22. Гидродинамическая неустойчивость: сб. ст./ Пер. с англ. А.С. Монина.

- М.: Мир, 1964. - 372 с.

23. Гинберг А.М. Повышение антикоррозионных свойств металлических покрытий / А.М. Гинберг. - М.: Металлургия, 1984. - 168 с.

24. Грибанов А.С. Защита средств технологического оснащения от коррозии / А.С. Грибанов, А.В. Перова // Совершенствование производства поршневых двигателей для малой авиации: тр. отраслевой науч.-техн. конф. М.: Машиностроение, 2008. - С. 97-104.

25. Григорьев С.Н. Плазменная обработка / С.Н. Григорьев, С.В. Федоров.

- М.: ИТО, 2010. - 52 с.

26. Григорьев С.Н. Проектирование комбинированных процессов модификации поверхностного слоя типовых деталей / С.Н. Григорьев, С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2016. - Т. 12. - № 4. - С. 54-61.

27. Гурвич Р.А. Формирование внутренних поверхностей в изделиях из твердых сплавов электролитическим растворением с применением инструментов из сверхтвердых материалов / Р.А. Гурвич, Н.В. Новиков. - Киев: НАНУ, 2001.- 66 с.

28. Исаченко В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сухомел. - М.: Энергия, 1969. - 440 с.

29. Кадырметов А.М. Управление технологическим обеспечением процессов плазменного нанесения покрытий в режиме модуляции электрических параметров / А.М. Кадырметов. - Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2013. - 260 с.

30. Качество машин. Справочник: в 2 т. / под общ. ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 1995. - Т. 1. - 256 с.

31. Коваленко В.С. Лазерная технология: учебник для вузов / В.С. Коваленко. - Киев: Выща школа, 1989. - 280 с.

32. Коптев И.Т. Повышение эксплуатационных свойств изделий путем модификации поверхностных характеристик материала деталей / И.Т. Коптев, С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев // Конструктивные особенности и технология изготовления деталей ракетных двигателей нового поколения: сб. науч. тр. отраслевой конф. - Воронеж: ВМЗ-ВГТУ, 2014. - С. 6-20.

33. Кириллов О.Н. Технология комбинированной обработки не профилированным электродом / О.Н. Кириллов. - Воронеж: ВГТУ, 2010. - 254 с.

34. Козлов А.М. Технология маркирования деталей с диэлектрическим покрытием / А.М. Козлов, В.П. Смоленцев, А.А. Козлов // Прогрессивные технологические технологии, оборудование и инструменты: коллектив. монография. В 5 т.; под ред. А.В. Киричека. - М.: Изд. дом «Спектр», 2015. - Т. 5. - С. 419-463.

35. Козлов А.М. Моделирование контакта шлифованных поверхностей с учетом кинематики их обработки / А.М. Козлов, В.В. Ефремов // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. - Волжский, 2001. - С. 281-284.

36. Клименченков А.А. Безабразивная доводка сопрягаемых поверхностей / А.А. Клименченков, Е.В. Смоленцев, И.Т. Коптев // Прогрессивные технологические технологии, оборудование и инструменты: коллектив. монография. В 5 т.; под ред. А.В. Киричека. - М.: Изд. дом «Спектр», 2014. - Т. 3. - С. 321-364.

37. Комбинированные методы обработки: учеб. пособие / под ред. В.П. Смоленцева. - Воронеж: ВГТУ, 1996. - 168 с.

38. Контроль и управление качеством продукции в гибко структурном производстве / Н.М. Бородкин, В.И. Клейменов, А.С. Белякин, В.П. Смоленцев. -Воронеж: Изд-во ВГУ, 2001. - 158 с.

39. Лунев А.Н. Особенности динамики абразивных лент при шлифовании крупногабаритных деталей / А.Н. Лунев// Прогрессивные методы обработки деталей летательных аппаратов и двигателей: межвуз. сб. - Казань: Изд-во КАИ, 1980. - С. 17-20.

40. Макаров В.Ф. Современные методы высокоэффективной абразивной обработки жаропрочных сталей и сплавов / В.Ф. Макаров. - СПб.: Изд-во «Лань», 2013. - 320 с.

41. Машиностроение: Энциклопедия Технология изготовления деталей / под общ. ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2000. -Т. III-3. - 840 с.

42. Антипов А.В. Машиностроение. Энциклопедия Неметаллические конструкционные материалы / А.В. Антипов, П.В. Бабаевский, Ф.Я. Бородай; под ред. А.А. Кулькова. - М.: Машиностроение, 2005. Т. III-3.- 464 с.

43. Мухин В.С. Поверхность: технологические аспекты прочности деталей ГТД / В.С. Мухин. - М.: Наука, 2005. - 296 с.

44. Нассонов В.С. Автоматическая вибродуговая наплавка: монография / В.С. Нассонов, А.И. Горчаков, И.Е. Ульман. - М.: Колос, 1972. - 136 с.

45. Наукоемкие технологии в машиностроении: монография / А.Г. Суслов и др.; под ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2012. - 528 с.

46. Обработка износостойких покрытий: учеб. пособие/ Л.М. Кожуро, Ж.А. Мрочек, М.Л. Хейфец и др. - Минск: Дизайн ПРО, 1997. - 208 с.

47. Основы трибологии: учебник для техн. вузов / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; под общ. ред. А.В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.

48. Паничев Е.В. Исследование влияния толщин двухслойного теплозащитного покрытия на его служебные характеристики / Е.В., Паничев, В.Ф. Селиванов // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2010. - С. 35-38.

49. Паничев Е.В. Повышение служебных характеристик теплозащитных покрытий на основе композиционных смесей для изделий ракетно-космической техники / Е.В. Паничев, В.Ф Селиванов // Наукоемкие технологии в

машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике: сб. тр. -Воронеж: ВГТУ, 2012. - С. 57-59

50. Паничев Е.В. Влияние инородных включений на эксплуатационные характеристики теплозащитного покрытия / Е.В. Паничев // Новые материалы и технологии в ракетно-космической технике: сб. материалов молодежной конф. -М.: Федеральное космическое агентство, 2013. - С. 187-190

51. Паньков Л.А. Обработка инструментами из шлифовальной шкурки / Л.А. Паньков, Н.В. Костин. - Л.: Машиностроение, 1988. - 236 с.

52. Пат. № 2224827 Российская Федерация, МПК С25Б 5/22. Способ гальваномеханического восстановления токопроводящих деталей / Жачкин С.Ю., Лабузов В.В., Смоленцев В.П., Болдырев А.И.; заявитель и патентообладатель «Воронежский государственный технический университет». - № 2002102130/02; заявл. 23.01.2002; опубл. 27.02.2004, Бюл. № 6. - 9 с.

53. Пат. 2333823 Российская Федерация, МПК В23Н 5/14, В23Н 1/00. Криогенно-эрозионный способ упрочнения поверхностного слоя / Смоленцев В.П., Сухочев А.Ю., Лунев В.Е., Гренькова А.М.; заявитель и патентообладатель «Воронежский государственный технический университет». - № 2006141994/02; заявл. 27.11.2006; опубл. 207.09.2008, Бюл. № 26. - 4 с.

54. Пат. 2318637 Российская Федерация, МПК В23Р 5/00, В23Р 6/00. Способ электроэрозионного восстановления чугунных деталей / Смоленцев В.П., Кириллов О.Н., Дульцев С.В., Щипанов М.В.; заявитель и патентообладатель «Воронежский государственный технический университет». - № 2006113860/02 заявл. 24.04.2006; опубл. 10.04.2006, Бюл. № 7. - 5 с.

55. Пат. 2333080 Российская Федерация, МПК В23Н 7/38, В23Н 3/00, С25Б 3/14. Способ изготовления закрытых каналов и устройство для его реализации / Смоленцев В.П., Гренькова А.М., Смоленцев Г.П.; заявитель и патентообладатель «Воронежский государственный технический университет». -№ 2006141327/02 заявл. 22.11.2006; опубл. 10.09.2008, Бюл. № 25. - 4 с.

56. Пат. 2405662 Российская Федерация, МПК В23Н 5/00, В23Н 9/00. Способ нанесения чугунного покрытия на алюминиевые сплавы / Смоленцев

В.П., Гребенщиков А.В., Перова А.В., Омигов Б.И.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 1009116031/02; заявл. 27.04.2009; опубл. 10.12.2010, Бюл. № 34. - 4 с.

57. Пат. 2464137 Российская Федерация, МПК В23Н 5/02. Способ получения локального участка охлаждения теплонагруженной детали / Смоленцев В.П., Коптев И.Т., Кузнецов И.Ю. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 2010144372; заявл. 01.11.2010; опубл. 20.10.2012, Бюл. № 29. - 6 с.

58. Пат. 2537429 Российская Федерация, МПК С2Ш 1/09, В23Н 26/14. Способ лазерного упрочнения плоской заготовки / Смоленцев В.П., Болдырев А.И., Болдырев А.А., Осеков А.Н.; заявитель и патентообладатель «Воронежский государственный технический университет». - № 2011123034/02 заявл. 07.06.2011; опубл. 10.01.2015, Бюл. № 1. - 5 с.

59. Пат. 2343049 Российская Федерация, МПК В23Н 5/00, В23Н 6/00. Способ получения многослойного покрытия на восстанавливаемой стальной или чугунной детали / Смоленцев В.П. и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Воронежский механический завод». - № 2006140588/02; заявл. 16.11.2006; опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1. - 5 с.

60. Пат. на полезную модель № 139366 Российская Федерация, МПК В23К, С23С. Сопло плазмотрона / Портных А.И. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Научно-производственное объединение «Техномаш». - № 2013154518/02; заявл. 10.12.2013; опубл. 20.04.2014, Бюл. № 1. - 9 с.

61. Пат. 2211256 Российская Федерация МПК С23 С 4/12. Способ нанесения покрытия / Акиньшин С.И., Кадырметов А.М., Станчев Д.И.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная лесотехническая академия. -№ 20011256/02; заявл. 04.06.2001; опубл. 27.08.2003, Бюл. № 24. - 9 с.

62. Пат. на полезную модель № 157428 Российская Федерация, МПК В23К 37/06, В23К 9/035. Подкладка для формирования кольцевого сварного шва / Портных А.И. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Научно-

производственное объединение «Техномаш». - № 2015127447/02; заявл. 10.12.2013; опубл. 10.12.2015, Бюл. № 34. - 11 с.

63. Пат. № 2615101 Российская Федерация, МПК В23Н 15/04, H01J 37/315. Способ электроннолучевой сварки разнородных металлов / Портных А.И. и др.; заявитель и патентообладатель ФГУП «Научно-производственное объединение «Техномаш». - № 2015150280; заявл. 25.11.2015; опубл. 03.04.2017, Бюл. № 10. -7 с.

64. Пат. № 2646652 Российская Федерация, МПК В23Н 5/00, В23Н 1/00, В23К 26/342, В23К 26/354. Способ эрозионно-лучевого упрочнения поверхностей металлических деталей и устройство для его использования / Смоленцев В.П., Кондратьев М.В., Смоленцев Е.В., Портных А.И., Скрыгин О.В.; заявитель и патентообладатель ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева». - № 2016152372; заявл. 28.12.16; опубл. 06.03.18, Бюл. № 7. - 7 с.

65. Пат. 2619410 Российская Федерация, МПК С23С 4/02, С23С 4/12, С23С 4/18. Способ плазменного напыления покрытий / Смоленцев В.П., Смоленцев Е.В., Сафонов С.В., Кондратьев М.В., Бобров Е.С.; заявитель и патентообладатель «Воронежский государственный технический университет». -№ 2015101658; заявл. 20.01.2015; опубл. 15.05.2016, Бюл. № 14. - 6 с.

66. Совершенствование технологии процесса электроэрозионной обработки микроотверстий / А.А. Погонин, А.Ф. Бойко и др. // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2010. - № 1.- С. 5-7.

67. Полетаев В.А. Глубинное шлифование лопаток турбин / В.А. Полетаев, Д.И. Волков. - М.: Машиностроение, 2009. - 272 с.

68. Портных А.И. Влияние инородных включений на эксплуатационные характеристики теплозащитного покрытия / А.И. Портных, М.А. Люлина, Е.В. Паничев // Конструктивные особенности и технология изготовления деталей ракетных двигателей нового поколения: сб. науч. тр. - Воронеж: ВМЗ, 2014. - С. 119-131.

69. Портных А.И. Влияние подготовки поверхности и материала промежуточного слоя на свойства эрозионностойких теплозащитных покрытий /

A.И. Портных, В.Г. Кобзев // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докл. междунар. науч.-техн. конф. - Самара: СУ, 2016. - С. 111- 112.

70. Исследование способа исключения эрозии материала медного сопла плазмотрона при плазменной металлургии / А.И. Портных, К.Н. Маркин, В.Г. Бещеков, Ю.А. Бочаров // Технология машиностроения. - 2016. - № 10. - С. 40 -42.

71. Исследование способа исключения эрозии материала медного сопла плазмотрона в процессе плазменной металлургии/А.И. Портных, К.Н. Маркин,

B.Г. Бещеков, Ю.А. Бочаров // Вестник НПО «Техномаш». - 2017. - № 2. - С.30 -32.

72. Портных, А.И. Разработка технологии нанесения износостойкого покрытия нитрида титана / А.И. Портных, С.С. Юхневич А.С. Грибанов // Сб. научн. тр. «Конструктивные особенности и технология изготовления деталей ракетных двигателей нового поколения» Воронеж: ВМЗ, 2014 - С.59-68.

73. Портных А.И. Сварка и жаростойкие покрытия / А.И. Портных, В.И. Кольцов, В.П. Чудинов // Очерки производства жидкостных ракетных двигателей: науч. сб. ВМЗ - филиала ФГУП ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. - Воронеж: ОАО «Воронежская областная типография», 2013. - С. 147-187.

74. Портных А.И. Технология плазменного нанесения теплозащитных покрытий. Влияние технологических режимов и материалов на служебные характеристики покрытий / А.И. Портных, Е.В. Паничев // Авиация и космонавтика - 2012: докл. 11-й междунар. конф. М.: Изд-во МАИ, 2012. - С. 213.

75. Оценка коэффициентов взаимной диффузии переходных металлов при электроискровом легировании тантала / С.А. Пячин, В.Г. Заводинский, А.А. Гниденко, Ю.А. Чебиряк // Физика и химия обработки материалов. - 2004. - № 3. - С. 59 - 65.

76. Рабинович Е.З. Гидравлика / Е.З. Рабинович. - М.: Госиздат, 1961. -

408 с.

77. Размерное и безразмерное формообразование поверхностей деталей / А.Г. Братухин, Р.М. Халимулин, Ф.С. Юнусов и др. - М.: Машиностроение, 1996.

- 272 с.

78. Рыкалин Н.Н. Основы электронно-лучевой обработки материалов / Н.Н. Рыкалин, И.В. Зуев, А.А. Углов. - М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.

79. Сайфуллин Р.С. Композиционные покрытия и материалы / Р.С. Сайфуллин. - М.: Химия, 1977. - 272 с.

80. Сафонов С.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик изделий: монография / С.В. Сафонов. - Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2015.

- 225 с.

81. Сафонов С.В. Повышение эксплуатационных характеристик деталей путем модификации поверхностного слоя / С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев, А.И. Портных // Прогрессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты: коллектив. монография: В 5 т.; под ред. А.В. Киричека.- М.: Спектр, 2014. - Т. 3. - С. 365-406.

82. Сафонов С.В. Модификация поверхностного слоя металлических изделий / С.В. Сафонов, С.Н. Григорьев, В.П. Смоленцев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2015. - Т. 11. - № 2. - С. 19-26.

83. Сафонов С.В. Повышение эксплуатационных свойств изделий путем нанесения или удаления покрытий / С.В. Сафонов, С.Н. Григорьев, В.П. Смоленцев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2015. - Т. 11. - № 3. - С. 15-23.

84. Сафонов С.В. Моделирование процесса модификации и изменения толщины покрытий / С.В. Сафонов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2015. - Т. 11. - № 5. - С. 8 - 12.

85. Сафонов С.В. Оптимизация выбора технологических процессов на базе принципа подобия в машиностроении / С.В. Сафонов, С.Н. Григорьев // Вестник Рыбинского государственного авиационного технологического университета им. П.А. Соловьева. - 2017. -№2 (41). - С. 37 - 42.

86. Сафонов С.В. Механизм электроэрозионного формирования покрытий на алюминиевые сплавы при низкочастотных колебаниях электрода / С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев, А.В. Перова // Интегрированные, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке: сб. тр. по материалам междунар. науч. симпозиума технологов-машиностроителей. - Ростов-н/Д.: ДГТУ, 2015. - С. 42 - 49.

87. Семенцев А.М. Массоперенос легирующих элементов в технологических процессах лазерной обработки / А.М. Семенцев. - М.: Машиностроение-1, 2006. - 147 с.

88. Садаков Г.А. Гальванопластика: справ. пособие / Г.А. Садаков. - М.: Машиностроение, 2004. - 400 с.

89. Смоленцев В.П. Влияние электрохимической размерной обработки на физико-механические характеристики металлов / В.П. Смоленцев // Электрохимическая обработка металлов: сб. науч. тр. - Кишинев: Штиинца, 1972. С.18-24

90. Смоленцев В.П. Механизм формирования высоко ресурсного термостойкого покрытия / В.П. Смоленцев, А.И. Портных, Е.В. Паничев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2019. - Т. 15. - №1. - С. 96 - 99.

91. Смоленцев В.П. Комбинированная обработка переходных участков металлокерамического теплозащитного покрытия КС ЖРД / В.П. Смоленцев, Е.В. Паничев // Обеспечение и повышение качества изделий машиностроения и авиакосмической техники: материалы междунар. науч.-техн. конф. - Брянск: БГТУ, 2020. - С. 296-302.

92. Свойства высокотемпературных покрытий, наносимых на алюминиевые сплавы / В.П. Смоленцев, А.В. Перова, С.В. Сафонов, Е.С. Бобров // Вестник Рыбинского государственного авиационного технологического университета им. П.А. Соловьева. - 2014. № 2 (29). - С. 91- 96.

93. Смоленцев В.П. Эксплуатационные свойства изделий после электроискрового легирования и нанесения покрытий / В.П. Смоленцев, В.Г.

Грицюк, С.В. Сафонов // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2014. - № 12. - С. 31-37.

94. Смоленцев В.П. Использование векторного критерия нестрогого предпочтения при выборе допустимых решений / В.П. Смоленцев, Н.М. Бородкин // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГЛТА, 2003. - Вып. 8. - Ч. II. - С. 5 - 15.

95. Смоленцев В.П. Изготовление инструмента не профилированным электродом / В.П. Смоленцев. - М.: Машиностроение, 1967. - 162 с.

96. Смоленцев В.П. Технология электрохимической обработки внутренних поверхностей / В.П. Смоленцев. - М.: Машиностроение, 1978. - 176 с.

97. Смоленцев В.П. Физические основы и технологическое применение электроконтактного процесса / В.П. Смоленцев, Н.В. Сухоруков. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - 148 с.

98. Смоленцев В.П. Электрохимическое маркирование деталей / В.П. Смоленцев, Г.П. Смоленцев, З.Б. Садыков. - М.: Машиностроение, 1983. - 72 с.

99. Смоленцев В.П. Отработка конструкций электрохимического оборудования на технологичность / В.П. Смоленцев, А.И. Часовских // Проектирование технологических машин: сб. науч. тр. - М.: СТАНКИН, 1997. -Вып. 5. - С. 77 - 82.

100. Смоленцев В.П. Нано и микрогеометрия поверхностного слоя после обработки с наложением электрического поля / В.П. Смоленцев, А.А. Коровин, А.А. Клеменченков, Н.В. Пишкова // Наноинженерия, 2014, №2 - С.8-12

101. Смоленцев В.П. Способы и технологии модификации поверхностного слоя металлических изделий / В.П. Смоленцев, С.В. Сафонов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2017. - № 2 (68). - С. 24-30.

102. Смоленцев В.П. Электрохимическая обработка лопаток машин / В.П. Смоленцев, Д.В. Силаев, А.И. Портных // Современные технологии производства в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2013. - Вып. 7. - С. 116 -123.

103. Смоленцев В.П. Применение электрических методов обработки для обеспечения качества двигателей летательных аппаратов / В.П. Смоленцев, С.В. Сафонов, И.Т. Коптев // Проблемы обеспечения и повышения качества и конкурентоспособности изделий машиностроения и авиадвигателестроения (ТМ-2015): материалы VII науч.-техн. конф. - Брянск: БГТУ, 2015. - С. 160-161.

104. Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки / Е.В. Смоленцев. - М.: Машиностроение, 2005. - 511 с.

105. Справочник металлиста: В 5 т. / под ред. А.Х. Рахштадта, В.А. Брострема. - М.: Машиностроение, 1976. - Т. 2. - 720 с.

106. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. / под ред. А.С. Васильева, А.А. Кутина. - М.: Инновационное машиностроение, 2018. - Т. 2. -818 с.

107. Справочник технолога / под общ. ред. А.Г. Суслова. - М.: Инновационное машиностроение, 2019. - 800 с.

108. Сулима А.М. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов / А.М. Сулима, М.И. Евстигнеев. -М.: Машиностроение, 1974. С. 255

109. Сухочев Г.А. Управление качеством изделий, работающих в экстремальных условиях при нестационарных воздействиях / Г.А. Сухочев. -Воронеж: ВГУ, 2003. - 287 с.

110. Тамаркин М.А. Формирование параметров качества поверхности при центробежно-ротационной обработке в среде абразива / М.А. Тамаркин, Э.Э. Тищенко, В.В. Друппов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. - №10. -С.19-24.

111. Усов Л.Н. Применение плазмы при получении высокотемпературных покрытий / Л.Н. Усов, А.И. Борисенко. - М.: Наука, 1965. - 198 с.

112. Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей / под ред. Б.П. Саушкина. - М.: Дрофа, 2002. - 656 с.

113. Чигиринский Ю.Л. Математические методы управления процессами механической обработки: монография/ Ю.Л. Чигиринский. Волгоград: ВолГТУ, 2010. - 139 с.

114. Чижов М.И. Гальваномеханическое хромирование деталей машин / М.И. Чижов, В.П. Смоленцев. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - 162 с.

115. Шумячер В.М. Основы создания высокоэффективных абразивных инструментов / В.М. Шумячер, А.В. Славин, С.А. Крюков. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2015. - 134 с.

116. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: В 2 т. / под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983. - 208 с.

117. Янушкин А.С. Контактные процессы при электроалмазном шлифовании / А.С. Янушкин, В.С. Шоркин. - М.: Машиностроение-1, 2004. - 230 с.

118. Bondar A.B. State of a surface layer after processing with combined effect / A.B. Bondar, G.A. Sukhochev, V.P. Smolentsev // EM - 06. Polska, Bydgoszcz, 2006. -Р.82-91.

119. Performance Characteristics of Coatings for Medical Instruments and Equipment/ V. Ivanov, V. Smolentsev, Е. Panichev, S. Popov and N. Dontsov // Pharmaceutical Sciences & Analytical Research Journal. 2019. Volume 3. Issue 1.-Pp.1-6.

120. Moriss D.G. Creep resistance in a new alloy based on Fe3Al / D.G. Moriss, M. Mazmy, C. Noseda // Scr. Met et Mater. 1994. №2 - 31.- P. 173 - 178.

121. Safonov S.V. Surface laver modification by elektrospark alloying and coating / S.V. Safonov, V.P. Smolentsev // Nauka i studia. V international conference «Science and education». Premyse, 2014.- P. 57-67.

122. Smolentsev V.P. The adjustment of discharge and spray in fuel injectors of aircraft engines // V.P. Smolentsev, I.T. Koptev, S.V. Safonov// Russian Aeronautics. 2017. Volume 59. Issue 4. Pp. 571-578.

123. Magnetic pulse cleaning of products / V.P. Smolentsev, S.V. Safonov, E.V. Smolentsev, O.N. Fedonin // Published under licence by IOP Publishing Ltd IOP

Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Volume 124. Number 1. P.782-788

124. Smolentsev V.P. The technology of combined chemical - mechanical processing/ V.P. Smolentsev, V.V. Ivanov, E.V. Panichev // Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). Volume II. P.1233-1239

125. Stampless fabrication of sheet bars using disposable templates / V.P. Smolentsev, S.V. Safonov, E.V. Smolentsev, O.N. Fedonin // Published under licence by IOP Publishing Ltd IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Volume 124, Number 1, 2016.-P.871-876

126. Smolentsev V.P. Processing of Channels in Heat Engine Filters / V.P. Smolentsev, S.V. Safonov, V.V. Zolotarev // Procedia Engineering, 150, 2016.- P. 1124-1130.

127. Smolentsev V.P. Technology of combined chemical-mechanical fabrication of durable coatings / V.P. Smolentsev, V.V. Ivanov, A.I. Portnih // JOP Conf. series: Materials Science and Engineering 327 (2018) 042121 doi:10.1088/1757-899X/327/04/042121

128. Sikka V.K. Development and commercialization status of Fe3Al - based intermetallic alloys / V.K. Sikka, S. Viswanathan, C.G. McKaamey // Struct. Intermetallics: Champion. 1993. P. 26 - 30.

Приложения

Приложение А

Акт внедрения результатов

1. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы по комбинированной чистовой обработке металлокерамических покрытий на переходных участках камер сгорания ракетных двигателей

результатов научно-исследовательской работы по комбинированной чистовой обработке металлокерамических покрытий на переходных участках камер сгорания

ракетных двигателей

Комиссия в составе заместителя исполнительного директора АО КБХА по качеству, к.т.н. Грицюка В. Г. и главного металлурга АО КБХА к.т.н. Портных А. И., установила, что в результате проведения научно-исследовательских и прикладных исследований разработан, доведен до стадии промышленного внедрения технологический процесс комбинированной чистовой обработки переходных участков камер сгорания ракетных двигателей.

Работа выполнена с участием аспирантов кафедры технологии машиностроения ВГТУ Паничева Е. В., Поташниковой Н. С., Смоленцевой Я. С.

Результаты исследований применяются в процессе обработки и сборки комплексов ракетных двигателей в КБХА, а так же в учебном процессе ВГТУ.

По материалам исследований получено 4 патента РФ и опубликовано 8 научных статей.

Начало внедрения - 2017 г.

В результате внедрения решена актуальная проблема повышения эрозионной и термической стойкости проточного тракта двигателей с возможностью обеспечения многократного пуска и увеличение ресурса изделий.

Годовой экономический эффект от внедрения составляет 218 тыс. руб.

УТВЕРЖДАЮ: Заместитель исполнительного

В. Г. Грицюк

20 г.

Акт внедрения

Комиссия:

Главный металлург

Аспиранты:

Е. В. Паничев

Н. С. Поташникова

Я. С. Смоленцева

2.Программа и методика №153-13-58-44 Проведения испытаний модельных образцов КС с нанесенным плазменным покрытием для определения служебных

характеристик ТЗП

УТВЕРЖДАЮ: Главный инженер «ВМЗ» - филиала \ФГУ1\<<ГКНПЦ им. М.В. Хруничева»

Б. И. Омигов 2019 г

Программ:! и методика №153-13-58-44

Проведения испытаний модельных образцов КС с нанесенным плазменным покрытием для определения служебных характеристик Т311

«Изготовление модельных образцов КС и отработка технологического процесса теплозащитных покрытий (ТЗП) нового :корректированного состава на модельные образцы КС типа РД0124, 14Д23, 8Д411К»

Шифр: OKI1 «Прогресс» (ФПК) - В»

Д. И. Портных

М.В. Нремин Е. В. Паничев

3.Акт №153-13-01-046 о проведении комплексных испытаний

4.Технический акт №153-12-01—118 об обработке технологического ТЗП нового

скорректированного состава на модельных образцах КС

«ВМЗ» - филиал ФГУП «ГКНПЦ» им. М.В.Хруничева»

Технический акт №153-12-01-118

об отработке технологического процесса ТЗП нового скорректированного состава на модельных образцах КС типа РД0124, 14Д23, 8Д411К.

УТВЕРЖДАЮ: Главный инженер «ВМЗ» - филиала ФГУП. «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева»

Б. И. Омигов 2019 г

Шифр: ОКР «Прогресс» (ФПК) - В»

лавный сварщик

А. И. Портных

Заместитель главного сварщика -Начальник ЦЗЛС

-ш

М. В. Премии

Начальник участка ТЗП

Е. В. Паничсв

Приложение Б

Программа построения траектории и напыления подслоя и теплозащитного покрытия с диэлектрическими гранулами на внутреннюю поверхность камеры сгорания и реактивного сопла, включая переходные участки на установке Sulzer

Metco типа Unicoat

MODULE PrgMove_F100_Sample !* SULZER METCO AG, SWITZERLAND *

!............MODULE SPECIFICATION............

! NAME: PartMove_F4_Sample

!...............DESCRIPTION..................

! This program modul is written to define all process

! variables (Recipes, surface speed, passes...), movements

! related to the Part Programm

!! The modul contains the following routines:

! - rPath xxx

! - rHeader

! - rVar

! - rHomePos() ! - rSprayParkPos ! - rStartPos ! - rInterruptPos

CONST robtarget pSprayPark:= [[-58.38,-487.65,1405.84], [0.536009,-0.498382,-0.5058,0.456593], [-1,3,-3,0], [-16.0999,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget pHome:=[[-58.38,-487.65,1405.84], [0.536011,-0.498381,-0.505799,0.456593], [-1,3,-3,0], [-16.0988,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget pInterrupt:= [[722.53,404.04,1132.67],

[0.00191513,-0.882709,-0.469911,0.00215067], [-1,3,0,0], [0.0554744,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget pStart := [[-58.38,-487.65,1405.84], [0.536011,-0.498381,-0.5058,0.456591], [-1,3,-3,0], [-16.0999,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_10:=[[-183.30,-7.13,533.86], [0.00957874,-0.707283,0.00467946,0.70685], [-1,4,1,0], [0.0263606,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_20:=[[-183.25,-7.34,469.78], [0.00957574,-0.707288,0.00468064,0.706845], [-1,4,1,0], [0.0175716,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_30:=[[-188.56,-4.56,708.21], [0.0104499,-0.683996,0.00431341,0.729398], [-1,4,1,0], [-6.57139E-06,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_40:=[[-189.08,-2.74,717.02], [0.0110645,-0.665607,0.00420921,0.746209],[-1,4,1,0],[-0.007697,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_50:=[[-166.01,-2.45,784.05], [0.0111488,-0.666409,0.00408128,0.745492], [-1,4,1,0], [-0.0120915,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_60:=[[-142.06,-7.80,829.05], [0.00927072,-0.715618,0.00437763,0.698416], [-1,4,1,0], [-0.007697,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_70:=[[-137.18,-9.33,883.67], [0.00874352,-0.717275,0.00485353,0.696718], [-1,4,1,0], [-0.00879564,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_80:=[[-132.89,-9.33,869.46], [0.00750562,-0.84953,0.00661049,0.527446], [-1,4,1,0], [-0.0208806,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_85:=[[-235.17,-9.32,1016.15],

[7.42257E-05,0.833157,0.000107971,-0.553036], [-1,4,1,0], [-0.00659837,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_90:=[[-318.80,-9.49,1150.06], [5.04675E-07,0.820651,-5.02975E-06,-0.57143], [-1,4,1,0], [-0.0109929,90,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_1:=[[61.68,658.85,3576.01], [0.727911,-0.0824073,0.103059,0.672855], [0,3,-3,0], [-16.0697,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_2:=[[34.47,296.32,2900.13], [0.713094,0.00531518,-0.0332533,0.70026], [-1,2,-2,0], [-16.0961,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_0:=[[12.30,510.89,3566.45], [0.736672,-0.0295505,0.0213618,0.675267], [-1,3,-3,0], [-16.0999,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; CONST robtarget Target_3:=[[32.61,232.78,2808.04], [0.719106,0.0720892,-0.0715927,0.687434], [-1,2,-2,0], [-16.0285,89.9325,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09]]; ! Information :

! When programming motion routines, ensure that the correct ! Workobject is used according to the robots position on the track ! If robot is at right position use wObj_BaseFrame_rightPos ! If robot is at left position use wObj_BaseFrame_leftPos ! The WorkObjects have been recordet at the right edge of the ! base frame. Coordinate System orientation same as base PROC rPath1() ConfL \Off; ConfJ \Off;

MoveL Target_0, v100, z1, t_F4_150_45_Deg\WObj:=wobj_BaseFrame_leftPos;

rCoolOn;

rStartProcess;

rRecipe;

! IF Process is bond coat or top coat then switch on powder at position P90 IF nProcessStep > 1 THEN nPowder:=1; rStartPowder; ENDIF

If bSpeedCalcOn = FALSE THEN rSpeedCalcOn; ENDIF ! gun travels inside the part

MoveL Target_1, v100, z1, t_F4_150_45_Deg\WObj:=wobj_BaseFrame_leftPos; MoveL Target_2, vProcess, z1,

t_F4_150_45_Deg\W0bj: =wobj_BaseFrame_leftPos;

MoveL Target_3, vProcess, z1,

t_F4_150_45_Deg\W0bj: =wobj_BaseFrame_leftPos;

! IF Process is bond coat or top coat then stop reporting, powder and process IF nProcessStep > 1 THEN rReportOff; rStopPowder; rStopProcess; ENDIF rSpeedCalcOff;

! gun travels towards the outside of the part !rSpeedCalcOff; ENDPROC PROC routine000()

MoveAbsJ [[0,0,0,0,0,0],[0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09]]\NoEOffs,v100,fine,tool0; ENDPROC

PROC rSprayParkPos() TPErase;

TPWrite sMsgTextArray {93};

MoveJ pSprayPark, v200, z10, t_F4_150_45_Deg;

TPErase; ENDPROC PROC rHomePos() TPErase;

TPWrite sMsgTextArray {94};

MoveJ pHome, v100, z10, t_F4_150_45_Deg;

TPErase;

ENDPROC

PROC rStartPos()

TPErase;

TPWrite sMsgTextArray {95};

MoveJ pStart, v100, z10, t_F4_150_45_Deg;

TPErase;

ENDPROC

PROC rInterruptPos()

TPErase;

TPWrite sMsgTextArray {96};

MoveL pInterrupt, v100, z10, t_F4_150_45_Deg;

TPErase;

ENDPROC

PROC rTeachPos()

! This Routine is written to teach position ! No call from a program

! pSpraypark is the position to spray in the Exhaust

MoveJ pSprayPark, v200, z10, t_F100_150_inLine;

! Phome is the position, home where you have acess to the workpiece,

! UnLoad/ Load Position

MoveJ pHome, v200, z10, t_F100_150_inLine;

! PStart is the Position very close to the position of the Workpiece

MoveJ pStart, v200, z10, t_F100_150_inLine;

! Interrupt Position

MoveJ pInterrupt, v200, z10, t_F100_150_inLine; ! Tool Calibration Position

! MoveJ pVerifyToolPos9MB, v200, z10, t_DJ2600_150;

ENDPROC

PROC rVar()

!Recipe

nRecipe_h:=3;

! Plasma Recipe Heat

nRecipe_b:=13;

! Plasma Recipe Bond Coat

nRecipe_t:=13;

! Plasma Recipe Top Coat

!Rotation

nRot_h:=20;

! Speed RPM Turntable Plasma Heat nRot_b:=23;

! Speed RPM Turntable Plasma Bond Coat nRot_t:=20;

! Speed RPM Turntable Plasma Top Coat nRot_c:=20;

! Speed RPM Turntable Cooling nPath_h:=1; ! Motion Path Heat nPath_b:=1;

! Motion Path Bond Coat nPath_t:=1;

! Motion Path Top Coat ! Spraydistance nSpray_h:=150;

! Spay distance Plasma Heat nSpray_b:=150;

! Spay distance Plasma Bond Coat nSpray_t:=150;

! Spay distance Plasma Top Coat ! Velocity nVelo_h:=10; ! Velocity Plasma Heat nVelo_b:=0.4;

! Velocity Plasma Bond Coat nVelo_t:=10;

! Velocity Plasma Top Coat

! Cooling

nCooling:=0;

! Cooling TIME in Seconds after Process

!Gun and Process

nGun:=1;

!1= F4-MB, 2=9MB, 3=3MB, 4=11MB, 5=F1 , 6=F210, 7= Triplex, 8=F4-HBS, 11=F100

!21= DJ2600,22=WokaStar,23=G-Gun, 24=JP5000 !31= 6P-II, 32=EGD-K !41= SmartArc, 42=OSU Arc, 43=XXX nProcess:=1;

!1=Plasma, 2=HVOF, 3=Flame, 4=Arc, 9=Test Acceptance nHeat:=0;

! Heat passes in numbers nBond:=1;

! bond Coat passes in numbers nTop:=0;

! Top Coat passes in numbers

nInspection:=0;

! Inspection requested! Can only be used for Bond OR Topcoat nReport:=0;

!0= without report, 1= with report !bUseAccura: =TRUE;

!TRUE = Robot moves to Accura position !FALSE= Accura spray not used bRobotPosition:=LEFT_POSITION; !Robot position indication

!LEFT_POSITION = Robot is placed on the left side of the track !RIGHT_POSITION = Robot is placed on the right side of the track nSmallDiameter:=1010; !Surface Speed in m/min bPowderOnlnPrg := TRUE; ENDPROC PROC rHeader() rVar; TPErase;

TPWrite "COMPONENT DESCRIPTION: Test-Progr";

TPWrite "ROBOT POSITION: Right Position on Track";

TPWrite "Program ID NUMBER: 1";

TPWrite "GUN TYPE : F4";

TPWrite "SPRAY PROCESS: Plasma";

TPWrite "REVISION V1.0/RES";

WaitTime 4;

TPErase;

ENDPROC

ENDMODULE