Воронежское пожарно-техническое училище (впту мчс)

Рис.1 Переход знания в представления, умения и навыки

УДК 621.9.047

Журавский А.К., Сафонов С.В., Силаев Д.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ЛОПАТОК АВИАЦИООННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В работе представлены материалы исследований, направленных на повышение точности изготовления ответственных деталей авиамоторостроения с применением электрических методов формообразования

В современном машиностроении и, особенно, в авиастроении широко используются труднообрабатываемые жаропрочные, титановые и другие высокопрочные стали и сплавы.

Для изготовления деталей сложной конфигурации из подоб­ных материалов в течение многих лет успешно применяется электрохимическая размер­ная обработка.

Для деталей из жаропрочных сплавов основными эксплуата­ционными характеристиками являются длительная и усталостная прочность.

В технологии изготовления лопаток турбин и компрессоров, составляющих основную трудоёмкость в изготовлении авиационных двигателей, наиболее прогрессивным является метод электрохимической размерной обработки. Однако, существующая точность обработки профиля пера лопаток этим методом является недостаточной, вследствие чего в технологическом процессе после ЭХО вынуждены применять трудоёмкие механические операции шлифования и полирования. [1]

Основной задачей по дальнейшему совершенствованию технологического процесса изготовления лопаток является решение вопроса повышения точности электрохимического метода обработки, который по сравнению с другими методами обработки металлов, обладает рядом существенных преимуществ: дает возможность обрабатывать любые токопроводящие металлы и сплавы, независимо от их химического состава и структурного состояния, характеристик твердости и прочности. Инструмент-катод при этом не изнашивается, а обработка не влечет за собой изменения структуры материала.

В работе рассматриваются вопросы технологии производства лопаток турбин РТД, предусматривающие повышение характеристик долговечности изделия и снижение трудоемкости изготовления за счет применения электрохимической обработки с повышенной точностью.

Для решения поставленной задачи обосновываются критерии оценки влияния состава электролита и условий электролиза на точность электрохимического формообразования, оценивается степень влияния основных параметров процесса на локализацию, точность и даются рекомендации по повышению показателей обработки.

Лопатки турбин и компрессоров являются наиболее ответственными деталями газотурбинных двигателей, определяющими, в основном, надёжность, ресурс, технические характеристики и эффективность работы всего изделия.

Перо лопаток представляет собой фигуру переменного сечения, ограниченную поверхностями сложного очертания и точно ори­ентированную в пространстве по отношению к замковой части. Точ­ность изготовления пера находится в пределах 0,05 - 0,15 мм. Замковая часть, при помощи которой лопатки крепятся к дискам, изготавливается с точностью 0,01 - 0,02 мм.

Процесс механической обработки резанием сопровождается образованием наклёпа поверхностного слоя, структурными изменениями в нём, возникновением остаточных напряжений. Качество поверхности определяет эксплуатационные характеристики деталей: усталостную прочность, длительную прочность, прочность при циклически изменяющейся температуре и др.

При изготовлении профиля лопаток обладают существенными преимуществами электрические методы обработки: электроэрозионные и электрохимические.

В рассматриваемом случае наиболее перспективным и прогрессивным оказался метод размерной электрохимической обработки, осуществляемый за счёт анодного растворения в среде проточного электролита. [2], [3] Формообразование пера лопатки производится непрерывно перемещающимися инструментами-катодами. Замена операции механического фрезерования электрохимической обработкой даёт существенный экономический эффект, приведенный в табл.1.

Таблица 1

Эффективность электрохимической обработки по сравнению с механической, где показатели приняты за единицу

Показатели	Лопатки
	турбины	компрессора
Трудоёмкость на один машинокомплект 0,2 0,35 Потребное количество оборудования 0,25 0,4 Потребные производственные площади 0,4 0,45 Потребное количество рабочих 0,3 0,4

Одной из проблем в совершенствовании техноло­гии электрохимической обработки является повышение точности получаемого профиля.

На точность влияет большое число так называемых первичных погрешностей, характеризующих от­дельные составляющие элементы метода. Первичные погрешности в общем случае носят систематический или случайный ха­рактер.

Наличие среди первичных погрешностей случайных величин делает суммарную погрешность статистической величиной, оцениваемой на основании законов теории вероятности. Суммирование первичных погрешностей с учетом фактора рассеивания составляющих величин может быть среднеквадратич­ным и находится по формуле:

,

где t - коэффициент риска,

- передаточное отношение,

- коэффициент относительного рассеяния, характери­зующего закон распределения погрешностей,

- величина погрешности.

Все первичные погрешности при электрохимическом формообразовании поверхностей методически удобно разделить на две большие группы:

1. Погрешности метода обработки, вызываемые самим процессом анодного растворения.

2. Погрешности метода, связанные с кинематическими и ге­ометрическими погрешностями систем электрохимического оборудования.

Процесс электрохимической обработки, основанный на явлении анодного растворения материала, протекающий в электрохимической ячейке, характеризуется многими факторами, способными, в общем случае, повлиять на точность обработки.

Так для конкретного материала обрабатываемой детали выбирается определенный электролит, материал электрода-инструмента и рассчитывается режим обработки, который состоит из трёх составляющих: электрического гидродинамического и массовыноса.

Электрический режим характеризует: протекания в цепи рабочего тока, определяющего условия электролиза в реакциях анодного растворения, проводимость слоя электролита, катодные реакции и внешнее сопротивление цепи. Основным входным параметром электрического режима является величина прикладываемого к электродам напряжения.

Гидравлический режим характеризует скорость и характер протекания электролита в межэлектродном зазоре. Скорость потока регулируется давлением электролита на входе его в зазор и потерями напора на выходе из зазора, а также длиной протока электролита (l), которая зависит не только от габаритов детали, но и от схемы подачи электролита в зазор.

Массовынос определяется скоростью и характером перемещения удаления продуктов обработки, обеспечивает полу­чение в процессе обработки точности профиля производительности. Он реализуется скоростью прокачки электролита.

Выходной величиной от действия рассмотренных параметров на электрохимическую ячейку будет скорость анодного растворения материала (рис. 1.), определяющая точность детали.

Эпюра локальных скоростей анодного растворения материала будет определять положение обрабатываемой поверхности детали в любой момент времени. Погрешности, связанные с отклонением указанных параметров, вызовут отклонение результирующей величины Uа, и, следовательно, отклонение положения получаемой (обрабатываемой) поверхности.

Рис. 1. Схема параметров, определяющих работу электрохимической ячейки: U - напряжение; P_вх, Р_вых - давление электролиза на входе и выходе из зазора.

Как видно из рис. 1, действующие на процесс электрохимической обработки параметры можно разделить на внешние, колебание которых может определяться внешними причинами, и внутренние.

В соответствии с принятой классификацией механических погрешностей при изготовлении деталей, точность метода обработки будет определяться погрешностями станка, приспособления, инструмента и базирования детали.

Классификация всех механических погрешностей станка может быть представлена схемой приведенной на рис. 2.

Рис. 2. Схема механических погрешностей при электрохимической обработке деталей

В классификации на рис. 2 точность наладки (δ₁) определяет нестабильность останова электродов, а значит при каком-то межэлектродном зазоре нестабильность получения формообразующего размера детали.

Рассогласование движения приводов (δ₃) дополняет неста­бильность установки межэлектродного зазора (δ₂) при каждом цикле «ощупывания» и определяет, в конечном счете, величину погрешности обработки.

Смещение от номинального положения в направлении движения контейнера (δ₅) может вызвать нарушение работы зажимного механизма контейнера и привести к несмыканию контейнера при зажиме.

Вопрос о равномерности растворения анодной поверхности и теоретическом и в прикладном отношении существенно усложняется при расмотрении процессов электрохимической размерной обработки в случае повышенных плотностей, где требуется правильный выбор параметров гидравлического режима.

Процесс анодного растворения представляет собою локальный, избирательный процесс, обусловленный большей или меньшей степенью дифференциации растворимых и пассивированных участков анодной поверхности. Избирательность процесса электрохимической обработки может иметь различный масштаб и различные меха­мизмы, выбор которых зависит от требуемой геометрической точности детали.

В работе исследованы процессы локализации электрохимической размерной обработки, обеспечивающие повышение точности обработки деталей, в том числе лопаток газовых турбин, приведена классификация основных первичных погрешностей метода элект­рохимической обработки, включающая погрешности, вносимые процессом анодного растворения и механическими системами оборудования, процесс электрохимической обработки.

Литература

1. Журавский А.К., Мухин В.С. и др. К вопросу совершенствования технологии изготовления высоконагруженных деталей с применением электрических методов обработки. В сб. Теория и практика размерной ЭХО материалов. БашНТО Машпром, Уфа, 1971.

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

3. Наукоёмкие технологии в машиностроении / Под ред. А.Г. Суслова. М: Машиностроение, 2012-528 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621

Лахина Е.К., Штодин В.Л., Калиничев В.Ю.

ПРЕИМУЩЕСТВА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ В КОМПАСЕ ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ «БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

В статье представлено обоснование использования программного обеспечения КОМПАС для обучения студентов направления «Биотехнические системы и технологии» при изучении дисциплины «Инженерная и компьютерная графика»

В наш век быстрого научно-технического прогресса на смену отжившим своё технологиям постоянно приходят новые. Этот принцип работает и в сфере конструирования и разработки механизмов - инструменты моделирования и проектирования, в русле общего тренда, постоянно обновляются.В последние несколько лет в области специализированного программного обеспечения САПР наблюдается стабильный рост.

На сегодняшний день в этой сфере существует большое число разработок. Российской компанией «Аскон» были разработаны программы Компас-График и Компас-3D. Данная САПР среднего уровня быстро заняла достойное место во многих профильных областях, включая такие, как приборостроение и электротехника. В современном проектировании машинная графика играет важную роль, она фактически незаменима, потому что только так на нынешней ступени развития вычислительной техники оказывается возможным реализовать доступную для исполнителя технологию процесса автоматизированного проектирования.

Инженерная графика в техническом вузе является общей дисциплиной, формирующей базу, необходимую для последующего освоения курсов специальных дисциплин. Студенты, изучающие инженерную графику в рамках специальности, могут автоматизировать процесс разработки чертежейс помощью Компас-3D – при должном подходе этот шаг повысит удобство и скорость выполнения курсовых и дипломных работ.

Важным фактором является то, что программа Компас имеет бесплатную версию Lite и поэтому доступна каждому студенту, что позволяетзаниматься самостоятельно, в отрыве от университетских компьютерных классов с установленными профессиональными версиями ПО – в принципе, как и фактически любой продукт, принадлежащий к «среднему классу» САПР (САПР среднего класса - этонадежные и достаточно функциональные продукты, которые содержат большую часть компонентов«тяжелых» систем, за исключением средств моделирования сложных поверхностей и т.п. узкоспециальных приложений).

Для выполнения курсового проекта по дисциплине «Инженерная графика» младшего курса ВТУЗа – в нашем случае первого - функционала этой программы оказалось достаточно. Выполнение данного задания оказалось сопряжено с первым знакомством с системами САПР вообще и с Компасом в частности. Поэтому важным аспектом оказалось то, что система Компас-3Dпредставляет собой продукт, не требующий для освоения специальных знаний и навыков в программировании и математическом моделировании. Принципиальноетребование здесь одно - еговыполнение обязательно также для освоения любого другого ПО: пользователь должен хотеть изучить систему, получить навык, а возможности для этого предоставляются уже разработчиками: интерфейс САПР имеет сходство с интерфейсом ОС Windows, построен по общепринятым стандартам, что делает его интуитивно понятным. Дополнительную простоту в освоении данной САПР придает развитая система помощи и подсказок.

Еще однаважная тенденция развития САПР - трехмерное моделирование. Система КОМПАС-3D, как следует из названия, помимо двумерных чертежей предназначена также для создания трехмерных сборок и параметрических моделей. Создание чертежей, содержащих все заданные элементы, таких, как разрезы и сечения, возможно уже из трехмерных моделей.

Для отечественных конструкторов она содержит очевидные преимущества:

Во-первых, происхождение обязывает: Компас-3D русскоязычен, вся терминология соответствует применяемой в отечественном конструировании.

Во-вторых, система изначально, без дополнительной настройки, поддерживает выполнение всех требований ЕСКД; это удобно реализовано.

В-третьих, имеется достаточный набор внутренних средств редактирования изображений.

В-четвертых, САПР имеет модульную структуру, что позволяет более удобно решать многие специальныезадачи.

В-пятых, система включает набор прикладных библиотек, «заточенных» для удобства именно отечественных конструкторови существенно ускоряющих выполнение задач.

Эти преимущества важны для широкого пользователей, исполнителей различных задач; многие из них важны и при выполнении курсового проекта.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621

Лахина Е.К., Балаганская Е.А.

ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ – НОВЫЙ УРОВЕНЬ КАЧЕСТВА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Дистанционное обучение графическим дисциплинам, базирующееся на современных компьютерных технологиях, повышает качество и эффективность обучения.

Развитие современных компьютерных технологий, их широкое внедрение и доступность создало материальную базу для создания такой формы обучения, как дистанционное обучение. Применение компьютерных технологий в дистанционном обучении сделало возможным использование всех видов представления информации (видео, аудио, анимации, компьютерных данных) в учебном процессе, а также, системы управления обучением и контроля полученных знаний (тестирование, обработка результатов, учет). Все это позволило перевести процесс восприятия информации (особенно графической) на новый уровень по качеству и эффективности.

Поскольку в центре процесса дистанционного обучения находится самостоятельная познавательная деятельность обучаемого, появляется прекрасная возможность удовлетворения осознанной потребности современного человека в самостоятельном приобретении и применении знаний. Наиболее трудоемким и значимым звеном является форма и содержание предоставляемой учебной информации. При разработке электронного учебного курса нельзя допускать формального переложения теоретических и практических данных в электронную форму, важно вложить в разработку материала весь педагогический опыт, накопленный годами, чтобы процесс обучения был эффективным в продвижении к цели обучения. При разработке электронного учебного курса по начертательной геометрии особое внимание необходимо уделять следующим моментам: 1) вся информация структурирована по модульному принципу. В свою очередь объемные модули, также, поделены на подмодули, что способствует повышению мотивацию к обучению; 2) применятся гибкая система управления процессом приобретения знаний, включающая планирование деятельности обучаемого, ее организации, четкую постановку задач, предоставления необходимых учебных материалов, индивидуального выбора пути обучения; 3) вся последовательность действий сопровождается объемными зрительными образами геометрических объектов; 4) система контроля за усвоением знаний носит систематический характер, представлена в форме тестов и допусков к очередному модулю знаний, строится на основе оперативной обратной связи, заложенной как в иерархической структуре материала, так и в возможности обращения к преподавателю. Студенты, работающие со зрительными образами, довольно быстро утомляются. Использование технологий дистанционного обучения при изучении графических дисциплин дает возможность выбора порядка изучения учебного материала и ведет к уменьшению затрат времени и снижению утомляемости студента.

Обучение дистанционным способом дисциплинам, связанными с графическими образами, психологически и деятельно комфортно, максимально приближает процесс обучения к активному творческому поиску. Современные компьютерные технологии, базирующиеся на использовании средств телекоммуникаций и сети Интернет, позволяют применять весь спектр существующих электронных технологий при разработке учебных курсов, в том числе и наиболее перспективные методы управления процессом обучения.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621

Шувалова Е.С., Лахина Е.К., Балаганская Е.А.

АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ОБУЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Рассматриваются особенности разработки адаптивных алгоритмов для целей управления процессом обучения в автоматизированной системе

Формирование новой информационной культуры мышления невозможно без глобальной рационализации интеллектуальной деятельности за счет использования Новых информационных технологий, радикальном повышении качества подготовки специалистов за счет индивидуализации учебного процесса. Одним из путей решения этой задачи является создание систем дистанционного образования, в которых именно самостоятельная, но контролируемая и управляемая деятельность становится основным способом приобретения знаний.

Эффективность дистанционного образования в большой степени зависит от качества применяемого педагогического программного средства, которое реализует научно-обоснованное управление учебной деятельностью на основе моделирования учащегося и учебной деятельности, причем, это управление должно быть оптимальным по времени, условиям комфорта и максимально возможным достижением уровня эталонной модели.

Учитывая, что учебная деятельность относится к плохо формализуемым предметным областям и вместо точного вида математической модели объекта нам доступна только априорная информация о состоянии объекта управления, следует смоделировать управление объектами, основываясь на классах состояний. При таком подходе объект управления движется к цели оптимальным, с нашей точки зрения, способом дискретным образом, каждый шаг которого – это переход объекта из одного класса состояний в другой. Переход из класса в класс не является строго упорядоченным, а осуществляется, когда эффективность действующего алгоритма обучения недостаточна. Осуществляя структурную адаптацию, система приобретает свойства самонастройки и самоорганизации. Например, в методе группового учета аргументов (МГУА) каждый объект описывается одной физической моделью, но имеет множество сокращенных нефизических моделей. Алгоритмы МГУА при помощи перебора по скользящему оцениванию находят оптимальную нефизическую модель для прогноза всех переменных [1].

Подлинно адаптивная система должна обладать свойством приспосабливаться к непредсказуемым изменениям параметров и структуры управляемого процесса, приближаться к уровню принятия решений в сложных эргатических системах.

Литература

1. А.Г. Ивахненко, Ю.П. Юрачковский. Моделирование сложных систем по экспериментальным данным.М.:”Радио и связь”, 1987, 116с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621

Цеханов Ю.А, Балаганская Е.А., Лахина Е.К.

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАЗЪЕМНЫХ КОНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ГИДРОСИСТЕМ

Рассмотрены различные методы обеспечения герметичности разъемных конических соединений гидроприводов

Недостаточная герметичность разъемных соединений является одной из наиболее частых причин отказов в работе оборудования, возрастания затрат на его ремонт и обслуживание, потерь тепла и энергии, потерь энергоносителей, возникновения аварийных ситуаций, загрязнений окружающей среды.

Поэтому обеспечение работоспособности и надежности «металл-металл» разъемных соединений гидроприводов имеет решающее значение в проблеме ресурса и безотказности машин и механизмов.

Установлено, что утечки гидросистем особо характерны для механизмов, эксплуатирующихся в жестких климатических условиях. Это низкие температуры, условия большой запыленности и значительной влажности атмосферы, неравномерные нагрузки, действующие на исполнительные органы в процессе работы.

Визуальные осмотры и профилографические исследования уплотнительных поверхностей после эксплуатации неподвижных разборных соединений показывают, что основной причиной роста утечки являются пластические деформации, износ уплотнительных поверхностей, которые выражаются в значительной трансформации микропрофиля в продольном и поперечном направлениях. Эти явления особенно проявляются в период затяжки и циклических колебаний температуры в деталях гидравлических соединений.

Нестабильность процессов, происходящих внутри гидропривода, зачастую является причиной возникновения таких явлений, как кавитация и гидравлический удар.

Таким образом, представляя износ герметизирующих соединений как результат действия совокупности взаимодополняющих друг друга различных факторов и процессов, можно заключить, что степень их влияния различна для отличающихся условий эксплуатации. Вместе с тем проведенные исследования не позволяют однозначно определить критерии, на основании которых можно было бы комплексно и достаточно полно установить характер связи герметичности соединений с их физико-механическими или структурными характеристиками. При этом склонность металлических материалов к тому или иному виду изнашиванию, особенности и интенсивность его протекания зависят, как от условий эксплуатации, так и от свойств изнашиваемых материалов.

В то же время выбор конструкционных материалов для деталей разъемных соединений представляет собой наиболее сложную задачу. Это объясняется тем, что к герметизирующим материалам предъявляется комплекс противоречивых, иногда взаимоисключающих требований: пластичность и формоустойчивость, деформативность и износостойкость, обеспечение максимальной площади фактического контакта и минимального трения в герметизируемом соединении, а также множество других.

В процессе изнашивания, усталостного, коррозионного, эрозионного и кавитационного разрушений важную роль играют состояние и свойства тонкого поверхностного слоя деталей машин, от которых зависит характер образующихся вторичных структур и развитие явления структурной приспособляемости материалов в процессе эксплуатации. Формирование этого слоя происходит при окончательной обработке деталей.

Кроме того, в процессе изготовления необходимо формировать в сопряженных поверхностных слоях гидравлического соединения благоприятное сочетание функциональных характеристик, обеспечивающих повышение эксплуатационной надежности неподвижного разъемного соединения. Усилия герметизации так же, как и утечка, наряду с геометрией соединения и физико-механическими свойствами его материала зависят от параметров состояния поверхностного слоя контактирующих поверхностей. Следовательно, рациональный выбор методов их окончательной обработки для одних и тех же конструктивных и геометрических параметров соединений обеспечивает возможность управления требуемыми усилиями герметизации и повышения работоспособности гидравлических соединений.

Методы проверки герметичности систем, деталей и узлов могут быть разбиты на пять основных способов: проникновением активной жидкости, гидравлические, пневматические, пневмогидравлические и испытания разрежением (вакуумом).

Например, при проверке качества притирки клапанов керосин наливается сверху клапана, вставленного в гнездо. В случае, если керосин через клапан не просачивается, то это свидетельствует об удовлетворительном качестве притирки.

Наиболее часто применяются гидравлические испытания, которые заключается в том, что сосуд (внутренняя полость детали, система трубопроводов) подвергается изнутри давлению жидкости. Обычно гидравлические испытания производятся с помощью насосов и в зависимости от требуемых условий используются насосы и арматура низкого или высокого давления с работой в режиме, превышающего обычное рабочее давление на 25—75%. Результат испытания считается удовлетворительным, если не наблюдается появление жидкости в виде отдельных капель или потения поверхностей деталей и мест соединений, а также, если в течение 3-5 мин не будет зафиксировано по манометру падение давления в системе, отключенной от насоса. При обнаружении течи производится устранение ее путем уплотнения соединений.

В свою очередь, высокий уровень требований к современным машинам обусловил ряд проблем, связанных с технологией обработки деталей машин. Повышение физико-механических характеристик прочности, твердости и износостойкости конструкционных материалов определило общую тенденцию к снижению их обрабатываемости, что приводит к повышенному износу инструмента, увеличению усилий, деформаций и температуры резания, а, следовательно – к снижению точности обработки и качества обработанных поверхностей. Множество проблем обусловлено конструктивными особенностями деталей машин. Постепенное стремление к уменьшению материалоемкости конструкций приводит к снижению жесткости и виброустойчивости деталей в процессе обработки. Сложность конфигурации деталей вызывает неравномерные упругие деформации в процессе резания и соответствующие им погрешности обработки. В этих условиях особую актуальность приобретают технологии, основанные на снятии тонких стружек, что обеспечивает малые усилия резания, деформации деталей и высокую их точность.

Общие проблемы обработки усугубляются в процессе получения точных отверстий, что связано с неблагоприятными условиями резания и уменьшением жесткости инструмента. Параметры точности обработки и качества поверхности отверстий формируются на всем протяжении технологического процесса с учетом разных задач, решаемых на этапах черновой, чистовой и отделочной обработки. При этом достижение эффекта одновременного повышения производительности, экономичности, точности обработки и качества поверхностей деталей всегда было и будет в дальнейшем одним из главных направлений развития технологии машиностроения.

В настоящее время сопрягаемые конические отверстия деталей в зависимости от предъявляемых к ним требований и конструктивных особенностей наружной поверхности получают механической обработкой по следующим технологическим маршрутам:

- сверление – растачивание – внутреннее шлифование – взаимная притирка;

- сверление – растачивание – зенкерование – взаимная притирка;

- сверление – растачивание – зенкерование – развертывание – взаимная притирка.

Как видно, основные операции, формирующие точность конического отверстия, финишные.

Однако и они не могут обеспечить требуемую точность угла конусности и прямолинейности образующей отверстия.

На операции внутреннего шлифования образование погрешностей конического отверстия объясняется вибрацией и упругим отжатием инструмента при входе и выходе из зоны обработки. При этом изменяется давление инструмента на обрабатываемую поверхность. Необходимо отметить, что из-за повышенных температур в зоне резания на обрабатываемой поверхности появляются прижоги. Это приводит к нарушению микроструктуры поверхностного слоя, что в дальнейшем влияет на срок эксплуатации изделия.

При зенкеровании и развертывании основными причинами отклонения от заданного угла конусности и прямолинейности образующей являются индивидуальные погрешности изготовления инструментов и их низкая стойкость из-за выкрашивания, сколов режущих пластин зенкера, износа лезвий развертки, а также их обязательного снятия и закрепления на оправку шпинделя после обработки каждого отверстия.

Кроме того, при вышеописанных технологических маршрутах обработки наблюдается низкая производительность, основной причиной которой является установка обрабатываемой детали с выверкой биения оси по индикатору.

Известно, что процесс взаимной притирки характеризуется малым припуском на обработку и высокой трудоемкостью [1]. Поэтому обработка конического отверстия под притирку должна осуществляться прогрессивными методами, обеспечивающими требуемый угол конусности, прямолинейность образующей, равнозначную и низкую шероховатость поверхности и, тем самым, позволяющими повысить точность и снизить трудоемкость взаимной притирки.

С этой целью многие авторы рекомендуют проводить обработку конических отверстий методом алмазного хонингования [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] по схеме, представленной на рис. 1.

Р ис. 1. Функциональная схема процесса конического хонингования

Однако процесс хонингования конических поверхностей еще недостаточно изучен, несмотря на то, что имеет много общего с цилиндрическим хонингованием. Это объясняется тем, что обработка конических и цилиндрических поверхностей существенно отличаются друг от друга и имеют свои технологические закономерности и факторы, влияющие на показатели процесса хонингования.

Поэтому, изучение и совершенствование технологического процесса хонингования конических поверхностей представляет значимый научный интерес и имеет актуальное значение в машиностроении.

Литература

1. Садыгов П.Г. Исследование процесса притирки конических поверхностей деталей герметичных сопряжений (на примере притирки деталей кранов фонтанной арматуры). – Дис. канд. техн. наук, Баку, 1974.

2. Бакуль В.Н., Гинзбург Б.И., Мишнаевский Л.Л., Сагарда А.А., Чеповецкий И.Х. Синтетические алмазы в машиностроении. – Киев: Наука и думка, 1976.

3. Караник Р.А. Хонинговальный инструмент. – Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. Авт. св. №844247, кл. В24В 33/02, 1981, Бюлл.№25.

4. Куликов С.И., Романчук В.А., Ризванов Ф.Ф., Евсеев Ю.М. Хонингование. Справочное пособие. – М., Машиностроение, 1973, 168 с.

5. Фрагин И.Е. О сущности явлений в контакте хонинговального бруска и обрабатываемой детали. – Физика и химия обработки материалов, 1975, №5, с. 96 – 100.

6. Чеповецкий И.Х. Основы финишной алмазной обработки. – Киев: Наукова думка, 1980. – 7 с., 101 с., 467 с.

7. Шелонин В.И. Устройство для хонингования конических отверстий. – Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. Авт. св. №558784, 1977.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621

Е.А. Балаганская, Е.К. Лахина

КРУГ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ РЕШАЕМЫХ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ДИЗАЙНЕРАМИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ

Рассматривается задачи механики, которые необходимо решать промышленным дизайнерам, при проектировании изделий

Дизайнер, работающий в области промышленного дизайна – это специалист, который отвечает не только за внешний вид изделия, но и за его функциональность, эргометричность, технологичность, надежность, безопасность и т.п. Надежность включает в себя такие понятия, как безотказность, ресурс, ремонтопригодность и много других показателей. От надежности зависит срок эксплуатации изделия, зависит сохранение за изделием тех характеристик, которые были заложены при его конструировании, тех качеств, которые ожидает потребитель.

Студенты, обучающиеся на специальности ИД, уже на втором курсе после прохождения курса физики и математики начинают изучать основы проектирования сложных конструкций. Цель этого курса состоит в том, что будущие дизайнеры должны четко понять, что проект начинается с назначения изделия и его внешнего вида, а заканчивается полной проработкой его конструкции и оценкой его работоспособности, безопасности, долговечности, экономичности и т.п. В промежуточной стадии одним из этапов обеспечения этого является оценка прочности конструкции, побор геометрических характеристик деталей исходя из технических условий и механических характеристик используемых материалов. Знание основ проектировочного и прочностного расчетов позволяет дизайнеру правильно подойти к проекту конкретного изделия. Дизайнер должен знать различные типы технологий обработки, начиная от самого простого – на токарных станках и заканчивая новейшими достижениями, такими как лазерная резка металла, электро-химическая обработка, плазменная обработка и т.п. Для грамотного проектирования дизайнер должен обладать информацией о работающих прототипах, уметь анализ и сравнивать их по различным характеристикам как между собой, так и с разрабатываемым изделием. Изучение физико-химических свойств, применяемых в конструкциях материалов, знание того, какие новые материалы появились, области их применения, и насколько они дорого или дешево стоят – также неотъемлемая область интересов дизайнера.

Только обладая такой базой технических знаний и постоянно пополняя ее новыми данными, дизайнер может вести диалог с конструкторами, технологами, производственниками, которых он будет привлекать к работе для воплощения в жизнь своего проекта.

Воронежский государственный технический университет

УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!

Приглашаем Вас принять участие в межвузовском сборнике научных трудов "Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства".

Сборник будет выпущен в электронном виде в 2013 г.

Требования к материалам сборника:

1. Материал статьи объемом до 6-ти полных страниц формата А5 представляется ответственному секретарю сборника в отпечатанном и электронном виде ст. преподавателю кафедры НГиМСЧ Касаткиной И. Н. или по электронной почте akuzovkin@mail.ru.

2. Шрифт Times New Roman, размер 11.

3. Межстрочный интервал – одинарный, абзацный отступ 1,27 см.

4. Размеры полей: верхнее – 1,5 см, нижнее - 1,8 см, левое - 2,0 см, правое – 1,3 см.

5. Аннотация: размер шрифта – 9, межстрочный интервал – 0,8.

6. Пример оформления материалов статьи

УДК 627….. (без абзацного отступа, шрифт 11)

(один интервал)

ИвановИ.И., ПетровП.П.

^{(выравнивание по центру, шрифт 11)}

(один интервал)

НАЗВАНИЕ СТАТЬИ

^{(выравнивание по центру, шрифт 11)}

(один интервал)

Рассматриваются проблемы применения метода (аннотация смещается относительно текста статьи на 5 знаков, абзацный отступ – 1 см, шрифт – 9, межстрочный интервал – 1).

(два интервала)

Текст статьи …………………………. (абзацный отступ – 1,25 см, шрифт – 11, межстрочный интервал - одинарный).

(один интервал)

Рисунок

^{(по центру, без абзацного отступа)}

Рис. 1. Внешний вид установки для …. (шрифт 11, без абзацного отступа)

(один интервал)