Учебное пособие 1978

упускает возможность напечатать бутафорию для съемок фильмов от экзотических аксессуаров различных киногероев иинтерьеров космических кораблей, до машины «Агента 007». Например, в картине Питера Джексона «Хоббит» подавляющая часть реквизита создана методом 3D-печати:В основном, это небольшие длинные вещи, вроде рукояток для орудий, которые используются в фильме, а так же, протезы для грима актеров (фактически, все открытые части тела, которые зрители видят в фильме (руки или ноги) — это силиконовые протезы, которые предают объем) [4].

Рис. 11. Персонажи и протезы для грима из фильма «Хоб-

бит»

В мультфильме «Каролина в стране кошмаров» (режиссер Генри Селик) на 3D – принтере были «выращены» куклы, особняки, деревья и сады.

91

Рис.12. Декорации и куклы из мультфильма «Каролина в стране кошмаров»

Физические 3D-модели становятся значимой составляющей процесса проектирования, предлагая наглядно изучить проект и улучшить взаимопонимание между проектировщиком и заказчиком. 3D-макеты необходимы нашим клиентам на протяжении всего жизненного цикла изделия, но прежде всего во время поиска концептуального решения.

«Большинство 3D-моделей распечатываются пока лишь на стадии концептуальной проработки – при исследовании и оформле-

92

нии очертаний будущего здания. Кроме того, физический макет появляется на завершающей стадии, когда проект выносится на публику. В будущем я вижу 3D-печать на всех этапах, когда даже когда мельчайшие изменения отражаются в отдельном макете и изучаются, чтобы убедиться в их необходимости. Я ожидаю, что в макетах будут всѐ более востребованы цвет и текстуры – они делают модель предельно наглядной» - Эмиль Кфоури, старший линейный менед-

жер Autodesk AEC Solutions [6].

Литература

1.http://blogerator.ru

2.Журнал NatureMaterials

3.http://joxo.ru

4.http://lostfilm.info/news

5.http://www.archi.ru

6.http://www.ted.com

Воронежский государственный технический университет

УДК 658.562

Г.А. Сухочев, А.О. Родионов, Д.С. Силаев, В.Н.Сокольников

КОМБИНИРОВАННАЯОБРАБОТКА УЗКИХ КАНАЛОВ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОНАПОРНЫХ СИСТЕМ ПОДАЧИ

Показаны технологические возможности получения заданных показателей качества внутренних поверхностей узких проточных каналов деталей высоконапорных систем охлаждения комбинированной размерной обработкой абразивом низкой концентрации в токопроводящей среде с одновременной регистрацией расходных характеристик. Приведен алгоритм работы специальной технологической установки.

Детали с мелкоразмерными проточными каналами и пазами, формирующие щелевые каналы высоконапорных систем охлаждения, широко используются в агрегатах подачи энергетических установок и двигателей (рисунок 1).. Основная проблема заключается в том, что закрытые проточные каналы размером менее миллиметра не позволяют достаточно эффективно использовать традиционные средства металлообработки и контроля показателей качества по-

93

верхности, а также ее геометрии при профилировании в процессе изготовления таких деталей. В настоящее время контроль обеспечения заданных эксплуатационных показателей проводится после окончательного изготовления деталей при параметрических испытаниях на специальных проливочных стендах, в составе агрегата или отдельно, с последующей индивидуальной доработкой с переборками, что является очень трудоемкой дорогостоящей операцией. Для деталей с многочисленными закрытыми каналами это становится равноценным процессу их нового изготовления, что экономически не целесообразно.

Целью работы является разработка технологии, обеспечивающей повышение эксплуатационных высоконапорных характеристик систем охлаждения, сочетая в одной операции избирательную комбинированную обработку узких щелевых каналов токопроводящей средой, обладающей абразивными свойствами, с одновременным параметрическим контролем рабочего тела.

Рис. 1. Типовая деталь: цилиндр завесы Сущность и последовательность осуществления способа по-

казана на рисунках 2 и 3..

На рисунке 1 показана принципиальная схема комбинированной электрохимикоабразивной доводки детали с каналами. Сущность способа состоит в прохождении потока токопроводящей жид-

94

кости, содержащей абразив низкой концентрации 5 одновременно через все каналы детали 1. На технологическую систему «токопроводящая жидкость-деталь» наложен ток низкого напряжения (8-10 В), и она выдерживается при определенном режиме время до получения заданного расхода при постоянном давлении жидкости.

Рис. 1. Схема комбинированной электрохимикоабразивной доводки детали с каналами

Обработка потоком жидкости с абразивом 3 позволяет исправлять локальные погрешности формы 4, так как абразив активнее работает в местах уменьшения условного прохода и снимает материал именно в этих местах, нуждающихся в дополнительном снятии материала, выравнивая сечение всех каналов одной детали Электрохимическое же воздействие интенсифицирует процесс механического снятия материала с микровыступов, сокращая время обработки. При механическом контакте абразивного зерна с выступами снятие материала происходит за счет микрорезания и производительность процесса зависит от концентрации абразива, ориентации единичного абразива в момент взаимодействия с поверхностью, размеров гранул и профиля канала. Одновременное с механическим воздействием воздействие анодного растворения снижает усилие контакта за счет жидкостной и оксидной пленок между заготовкой и гранулой, а также вследствие анодного растворения вершин неровностей на поверхности в местах контакта с гранулой, что снижает сопротивление трения.

Для проведения комбинированной обработки щелевых каналов в установку для электрохимической доводки встраивают систе-

95

му для замера расходных характеристик. Сущность работы такой технологической системы заключается в следующем:

–для проведения комбинированной обработки заполняют магистраль токопроводящей жидкостью с добавлением абразива, подают напряжение на деталь и рабочую жидкость, включают установку для комбинированной обработки;

–в процессе комбинированной электрохимической обработки с добавлением абразивного наполнителя автоматически производят замер общего расхода жидкости через проточные каналы, не отключая напряжение и не прекращая подачи абразива. Время обработки ограничивается автоматически по достижении заданного расхода. По достижении заданного расхода установка отключается и проводят промывку системы;

–после проведения обработки проводят контрольный замер расхода, и при отклонении значений полученного расхода от заданных значений проводят повторную комбинированную обработку на скорректированных режимах.

Последовательность работы установки, представленной на рисунке 2, состоит в следующем. Перед началом электрохимической обработки с добавлением абразивного наполнителя производят настройку установки. Для этого обрабатываемую деталь помещают в устройство для комбинированной обработки 1, вентили 4 переводят

вположение I, включают насос 7, подается жидкость при достижении необходимого напора, который отслеживают по манометру 2. Для проведения комбинированной обработки вентили 4 переводят в положение II, включают насос 6, соединяя магистраль с емкостью с добавлением абразива 8, и включают установку для комбинированной обработки 1, снимают показатели с расходомера 5. По достижении заданного расхода установка 1 отключается автоматически, стендовые вентили 4 переводят в положение I и проводят промывку системы. Включение насосов 6 и 7, переключение вентилей 4 происходят автоматизировано при помощи пульта управления 10; на пульте также отображаются параметры давления и расхода. После проведения обработки проводят контрольный замер расхода. При отклонении значений полученного расхода от заданных проводят повторную комбинированную обработку на скорректированных режимах.

96

Рис. 2. Принципиальная схема установки

Замер расхода проходящего через канал электролита в процессе комбинированной обработке позволяет контролировать массовый расход жидкости и при достижении нужного показателя прекращать обработку. Это обеспечивает получение каналов с точным, заранее установленным расходом. Сочетание в одном процессе двух видов воздействий: механикоабразивного и электрохимического с одновременным замером расхода абразивосодержащего электролита позволяет одновременно обеспечивать требуемую геометрическую форму сечения всех каналов детали, необходимую шероховатость и заданный расход. За счет изменения концентрации абразива и напряжения тока можно управлять процессом формирования микрогеометрии поверхности с заданными характеристиками.

Пример осуществления способа. Цилиндр с каналами охлаждения шириной 4 мм и высотой 1,2 мм и исходной шероховатостью поверхностей каналов 5-7 мкм был обработан по вышеописанной схеме на следующих режимах комбинированной обработки: напряжение U=8В, анодная плотность тока 0,1 А/м2, концентрация абразива зернистостью М1-М3 2%, время 12 с при давлении прокачивания жидкости 1±0,20 МПа.

В качестве рабочей жидкости использовали слабо проводящую техническую воду. Повторной операции доводки не потребовалось.

97

Шероховатость поверхности в щелевых каналах цилиндра составила 1,2–1,4 мкм, наклеп поверхностного слоя – 3,3÷3,4%, стабильность расходных характеристик на рабочих давлениях согласно конструкторской документации по пазам одной детали 1-1,5%, в партии деталей – 2-3%,что отвечает заданным техническим требованиям разработчика к каналам проточных деталей

Литература

1.Сухочев, Г.А. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей с щелевыми каналами [Текст]/ Г.А. Сухочев, А.О. Родионов, Е.Г.Смолянникова, С.Н. Коденцев // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2014. – №4(34). – С. 20-25.

2.Родионов, А.О. Эксплуатационно ориентированная комбинированная обработка щелевых каналов[Текст] / А.О. Родионов, Г.А. Сухочев, Е.Г.Смолянникова, С.Н. Коденцев // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2014. – №6. – С. 45-48.

Воронежский государственный технический университет

98

УДК 621

Д.Ю. Левин

ВЛИЯНИЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ СОПРЯЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ФИЗИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗДЕЛИЙ

В работе рассмотрены вопросы прочности готовых изделий в зависимости от степени кривизны внешнего контура поверхности

Кроме всего прочего, непрерывность сопряжения поверхностей оказывает влияние на характеристики деталей. С помощью расчетных МКЭ систем проведем небольшие эксперименты. В качестве

CAE-системы выберем модуль Simulation пакета AutodeskInventorProfessional, который подходит для проверочных расчетов. В качестве конструкторской CAD-системы возьмем AutodeskInventor, а в качестве системы, способной создавать сопряжения поверхностей по кривизне – AutodeskAliasDesign.

Создадим заготовку кронштейна из стального листа. В первом варианте сгиб производится с использованием радиусногоскругления, во втором случае используется сопряжение поверхностей

снепрерывностью по кривизне (G2). Для полученных кронштейнов:

1.Зафиксируем одну из плоскостей в пространстве:

2.Приложим к свободной части усилие:

99

3.В качестве материала выберем «Сталь»:

4.Создадим сетку конечных элементов:

5.После расчета сетки и моделирования получаем следующие результаты:

100