Общая характеристика турбинного производства. Методы обработки.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУРБИННОГО ПРОИЗВОДСТВА
2. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Общая характеристика турбинного производства. Методы обработки.

При единичном производстве повторное изготовление или ремонт ранее выпущенных изделий обычно не предусматривается.
В турбинном производстве при любом объеме выпуска турбин завод изготовитель стремится поставлять их повторно, улучшая и совершенствуя конструкцию, что относит турбинное производство к серийному типу.
Серийное производство – это производство, которое характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, сравнительно небольшим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, серийное и крупносерийное производства. В соответствии с нормативной документацией коэффициент закрепления операций принимают равным: для мелко серийного производства – от 21 до 40, для средне серийного производства – от 11 до 20 и для крупносерийного производства – от 2 до 10.
В серийном производстве применяют универсальные, специализированные станки, а для осуществления отдельных операций – специальные.
Обычно станки оснащают универсально-сборными (УСП), универсально-наладочными (УНП) или специальными приспособлениями. Это позволяет снизить трудоемкость и стоимость изготовления выпускаемой продукции. Широко применяют специализированный или специальный режущий и измерительный инструменты, позволяющие обеспечивать взаимозаменяемость обрабатываемых деталей.
Серийное производство является наиболее распространенным типом производства в общем и среднем машиностроении. В турбостроении к крупносерийному производству можно отнести обработку диафрагм и турбинных лопаток.
Массовое производство – это производство, которое характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени. Коэффициент закрепления операций для массового производства принимают равным единице.
Массовое производство характеризуется широким применением специального или специализированного оборудования, механизацией и автоматизацией производственных процессов, строгим соблюдением принципа взаимозаменяемости. Высшей формой массового производства является производство непрерывным потоком (поточные или автоматические линии), где время выполнения каждой операции равно или кратно времени изготовления всего потока. При таких условиях обработку деталей можно производить без заделов в строго определенные промежутки времени. Массовое производство имеет наивысшую форму организации труда, высокую производительность и минимальную себестоимость.
Изделия любого типа производства с течением времени и развитием технологического процесса для улучшения их эксплуатационных качеств подвергают конструктивным изменениям. Возможен также выпуск усовершенствованных моделей машин. В условиях массового производства изменение конструкции производят значительно реже и в строгом плановом порядке, так как перестройка поточных или автоматических линий, а также замена специального оборудования приводит к большим материальным затратам. В единичном или серийном производстве изменение конструкции требует значительно меньших материальных затрат на выпуск нового объекта, связанных с переналадкой станков. Но затраты, связанные с перестройкой массового производства, окупаются раньше затрат, связанных с перестройкой единичного или серийного производства.
Части производственных процессов по методу выполнения подразделяются на формообразование, литье, формование, обработку резанием, обработку давлением, термическую обработку, электрофизическую и электрохимическую обработку, узловую сборку, общую сборку и т. п.
2. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
Рассматривая парогазотурбинное производство [2, 3, 4] в свете характеристик типа производства, следует отнести его к серийному с отдельными участками мелкосерийного типа (цилиндры, роторы), среднесерийного (диски, диафрагмы) и крупносерийного (рабочие и направляющие лопатки). Разработка технологических процессов ведется с учетом названных типов производства.
В парогазотурбиностроении, особенно в лопаточных цехах для обработки крупных лопаток, широко используется поточный метод организации производства с применением специальных и специализированных станков.
Для обработки крупных деталей (цилиндры, роторы, диски, диафрагмы) создаются групповые поточные линии, которые в отличие от поточных линий обработки одних и также массовых деталей служат для одновременной обработки различных, но технологически однородных деталей с одинаковым или близким технологическим маршрутом. Оборудование в групповой поточной линии устанавливается в соответствии с последовательностью выполнения технологических операций для изготовления типовой, или комплексной, детали, т. е. такой детали, для которой используется наибольшее количество операций. Для отдельных типов операций, например для обработки пазов под лопатки в роторах газовых турбин, расточки цилиндров высокого давления по половинам, фрезерования косых разъемов у диафрагм и других наиболее сложных и трудоемких операций, обычно применяются специальные станки. При использовании универсальных станков их приходится модернизировать и снабжать групповыми наладками.
Из всего многообразия видов и методов обработки заготовок деталей турбин (литье металлов различными способами, обработка металлов давлением, электрофизическая, термическая, химико-термическая и другие виды обработок) обработка заготовок механическим способом со снятием стружки при резании металла лезвийным инструментом на металлорежущих станках занимает первое место. При применении обработки лезвийным инструментом из заготовки получают готовую деталь необходимой формы и размеров.
Режущим инструментом служат резцы различных типов, сверла, метчики, фрезы, развертки, зенкеры и др. При выборе типа и конструкции режущего инструмента необходимо учитывать метод обработки, размеры и конфигурацию обрабатываемой детали, требуемую точность обработки, материал обрабатываемой детали, тип станка, характер производства.
Первоначальными операциями обычно являются обдирочные работы, когда удаляется наибольшая часть припуска. При чистовых проходах получают необходимые размеры и параметры шероховатости обрабатываемой поверхности детали. Можно получить точность 8-го квалитета с параметром шероховатости Ra = 1,25 – 2,5 мкм при соблюдении определенных условий обработки лезвийным инструментом. Для получения размеров более высокой точности и минимальной шероховатости применяют другие методы обработки. Обычная точность, получаемая на металлорежущих станках, без использования специальных приемов не превышает 10-й или 11-й квалитет с параметром шероховатости Ra = 20 мкм.
При обработке деталей машин абразивными инструментами основным режущим инструментом является абразивный круг. Обработка деталей производится на шлифовальных станках. Процесс механической обработки осуществляется с удалением металла с обрабатываемой поверхности, но не в виде стружки, а в виде металлической пыли. При шлифовании достигается высокая точность обработки.
Шлифование является основным методом чистовой отделки поверхностей, когда необходимо получить высокую точность с параметром шероховатости поверхности. Для получения размеров по 8-му квалитету точности с параметром шероховатости Ra = 0,16 – 0,32 мкм трущихся поверхностей, имеющих твердость после азотирования не менее 700 единиц по Виккерсу, обрабатывать поверхности без абразивного инструмента нельзя.
Материалы, применяемые для изготовления абразивного инструмента, подразделяются на искусственные и природные. К природным относятся алмаз, корунд, наждак, кварц, кремний и др. К искусственным абразивным материалам относятся электрокорунд, карбокорунд, карбид бора, карбид циркония и др. Формы изготовления шлифовальных кругов и их обозначения определены ГОСТ 2424-75.
В современном машиностроении наряду с технологией обработки металлов резанием, сопровождающейся снятием стружки, применяют методы обработки без снятия стружки, которые повышают производительность и точность обработки, параметры шероховатости и прочностные характеристики материала поверхности. К таким методам относится обработка металлов давлением. К способам обработки металла давлением в холодном состоянии относятся калибрование отверстий шариком или оправкой, редуцирование, обработка поверхностей гладкими роликами, наклепывание поверхностей шариками, дробеструйный наклеп, накатывание, рифление и др.
Сущность обработки поверхностей гладкими роликами заключается в том, что вращающиеся ролики, соприкасаясь с обработанной поверхностью детали, устраняют неровности, оставшиеся после обработки резцом, и образуют наклепанный слой. При обкатывании роликами наружных цилиндрических поверхностей диаметр их уменьшается, а при раскатывании отверстий увеличивается. Обычно ролик в специальной оправке закрепляют в резцедержателе станка или в оправке шпинделя и подводят к обрабатываемой поверхности детали. При вращении детали (или оправки в шпинделе) ролики обкатывают ее поверхность.
Основное условие получения заданной точности и параметров шероховатости обрабатываемой поверхности – обеспечение соответствующего давления на ролик, контролируемого с помощью специальных тарировочных пружин или гидравлических устройств. Обработку роликами выпоняют на универсальных станках. Накатывание и раскатывание наружных и внутренних поверхностей осуществляют роликовыми раскатками (точность обработки – 10-й и 9-й квалитет, а параметр шероховатости Ra = 0,32 – 1,25 мкм).