ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный технический

университет»

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

НА ЭТАПАХ КОНСТРУКТОРСКОЙ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

ПРОИЗВОДСТВА

Межвузовский сборник

научных трудов

Выпуск 11

Воронеж 2013

УДК 621

Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства: межвуз. сб. науч. тр. [Электронный ресурс] – Электрон.текстовые и граф. данные (5,8 Мб). – Воронеж: ФГБОУ ВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2013. – Вып. 11. – 1 электрон.опт. диск (CD-ROM) : цв. – Систем.требования : ПК 500 и выше ; 256 Мб ОЗУ ;Windows XP ; SVGA с разрешением 1024x768 ; MS Word 2007 или более поздняя версия ; CD-ROM дисковод ; мышь. – Загл. с экрана. – Диск и сопровод. материал помещены в контейнер 12х14 см.

В сборнике приведены результаты научно-прикладных исследований, посвященных вопросам обеспечения качества изделий на этапах конструкторской и технологической подготовки производства, выполненных в вузах и на предприятиях г. Воронежа иМосквы. Продолжена публикация материалов, посвященных промышленному дизайну. Также представлены материалы, посвященные промышленному дизайну, подготовленные студентами направления 230400 «Информационные системы и технологии» (профиль «Информационные технологии в дизайне»).

Сборник подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе MSWord, содержится в файле Сборник статей Выпуск 11_2013.doc, объем файла 5,8Mb.

Редакционная коллегия:

А.В. Кузовкин – д-р техн. наук, доц. – ответственный редактор, Воронежский

государственный технический университет;

М.Н. Подоприхин – канд. техн. наук, проф. – заместитель ответственного редактора,

Воронежский государственный технический университет;

А.И. Болдырев – канд. техн. наук, проф., Воронежский государственный

технический университет;

В.С. Петровский – д-р техн. наук, проф., Воронежская государственная

лесотехническая академия;

В.П. Смоленцев – д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный

технический университет;

В.Н.. Старов – д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный

технический университет;

Г.А. Сухочев - д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный

технический университет;

И.Н. Касаткина – ответственный секретарь, Воронежский государственный

технический университет

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. Ю.А. Цеханов;

д-р техн. наук, проф. А.Т. Крук

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© Коллектив авторов, 2013

© Оформление. ФГБОУВПО

"Воронежскийгосударственный

технический университет", 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Межвузовский сборник научных трудов (выпуск 11), подготовлен к изданию в Воронежском государственном техническом университетена кафедре "Графики, конструирования и информационных технологий в промышленном дизайне". В нем нашли свое отражение результаты, достигнутые в современном многоплановом промышленном производстве.Авторы статей затрагивают проблемы обеспечения качества выпускаемой продукции как с позиций обеспечения высоких технических и эксплуатационных характеристик изделия с применением прогрессивных методов формообразования, так и с позиций подготовки востребованных специалистов для различных отраслей промышленности. Ряд статей посвящен опыту применения новых методов и способов обработки, позволяющих организовать производство на основе энергоэффективности и экономической целесообразности.Часть статей посвящена проблематике промышленного дизайна товаров и услуг, перспективам развития этого направления в нашей стране и за рубежом. Впервые в сборнике публикуются материалы по тематики графического моделирования промышленных объектов с применением самых современных программных продуктов, позволяющих не только качественно визуализировать будущие объекты производства, но и уже на этапе конструкторской проработки формы будущего изделия, заложить высокие эксплуатационные показатели продукции.

Редакционная коллегия формирует содержание сборника, сообразуясь с актуальностью рассматриваемых теоретических и практических вопросов в области подготовки производства и обеспечения качества выпускаемой продукции. Все материалы публикуются в авторской редакции.

Выпуск сборника стал постоянным. Редакционная коллегия приглашает авторов принять участие в подготовке материалов для последующих изданий. Требования к материалам статей, представляемых в сборник, приведены в конце данного издания.

Материалы сборника будут полезны широкому кругу читателей.

Ваши отзывы и пожелания просим присылать по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский пр., 14, ВГТУ, кафедра ГКиПД или по электронной почте: akuzovkin@mail.ru

УДК 621.9.047

В.П.Смоленцев, И.В.Кондратьева

Область использования активного и пассивного контроля при эхо

В работе рассмотрены методы и средства активного и пассивного контроля при ЭХО

Для повышения качества изделий, значит и повышения точности, необходимо решить две задачи: устранить возможность появления брака в процессе изготовления и не допустить попадания в готовую продукцию бракованных деталей.

1-я задача решается повышением технологической точности; 2-я задача - с помощью стопроцентного контроля, который в условиях массового производства должен осуществляться при помощи контрольных автоматов.

В современном производстве всё большое внимание уделяется методам активного и пассивного контроля и измерительным системам, применяющихся в них.

Активный контроль выполняется при помощи прямого и косвенного метода, а также при помощи различных устройств: устройства для контроля до обработки (защитно-блокирующие), контролирующие деталь после обработки (подналадчики), контролирующие деталь в процессе обработки.

Прямой метод осуществляется посредством контактных и бесконтактных устройств. Косвенный – при помощи устройств, контролирующих перемещение какого-либо органа станка и скольжение режущей кромки инструмента.

Повышение точности возможно при использовании как активного, так и пассивного контроля.

Для повышения точности детали необходимо обеспечивать более высокую технологическую точность процесса и применять активный контроль в процессе изготовления.

В случае ЭХО вопрос о применении активного контроля приобретает особый смысл, т.к. зона обработки при ЭХО скрыта от наблюдения и сделать прямой замер в процессе обработки оператору невозможно.

Для применения активного контроля при ЭХО необходимо создать измерительные системы, аналогичные применяемым в приборах активного контроля при механической обработке. [1]

Активный и пассивный контроль может выполняться с помощью различных измерительных систем, которые основаны на принципе: "малые отклонения размеров увеличивают, а затем преобразуют в движение соответствующего органа при управлении станком". По способу преобразования измерительного импульса они делятся на:механические, электрические, пневматические, электронные, радиационные.

Механические измерительные системы составляют две группы:

а) измерительныесистемы непосредственного действия (без преобразования измерительного импульса).

б) измерительные системы с преобразованием импульса.

Датчики, применяемые для автоматического контроля, в подавляющем большинстве случаев является электрическими. Электрические датчики позволяют значительно увеличить точность и производительность контроля. Однако они достаточно сложны, а иногда и менее надежны, чем устройства с механическим преобразованием импульса.

Для контроля размеров в настоящее время применяются датчики: электроконтактные, индуктивные, емкостные, радиационные, электронные.

Электроконтактные датчики являются наиболее простыми и поэтому наиболее распространенными.

При помощи устройств с электроконтактнымидатчиками может осуществляться контроль размеров при обкатке деталей,рассортировка деталей на группы,контроль погрешности формы и достигнуть высокой точности.

Типовая схема электронного датчика представлена на рис.1

Измерительный наконечник 3 датчика перемещается в направляющих 6. Наконечник несет подвижный контакт 4, который замыкает неподвижный регулируемый контакт 5, если деталь 2 имеет размер выше предельного. Измерительное усилие создается пружиной 1. Перемещение измерительного наконечника преобразуется в электрический сигнал путем замыкания или размыкания пары контактов.

Рис. 1. Типовая схема электроконтактного датчика

Измерительный наконечник быстро изнашивается. Снижается уверенность в точности попадания датчика.К датчикам, лишенным этих недостатков принадлежат виброконтактные датчики.

Они относятся к электрическим устройствам, которые служат для автоматического контроля линейных размеров детали путем преобразования механических колебаний измерительного щупа, величина которых определяется измерением размера детали в электрическую величину. По виду преобразования механических колебаний в электрическую величину виброконтактныедатчики можно подразделить на генераторные и параметрические. Виброконтактные датчики, преобразующие изменение линейных размеров в другие электрические величины, являются параметрическими датчиками.

Принцип действия индуктивных датчиков состоит в преобразовании линейного перемещения в изменение индуктивности катушки. Контактный индуктивный метод измерения линейных размеров основан на использовании контактных индуктивных датчиков, которые выполняются простыми и дифференцированными.

Принципиальная схема низкочастотных электроиндуктивных контактных датчиков представлена на рис. 2.

Рис. 2. Типовая схема электроиндуктивных датчиков

Простые индуктивные датчики имеют одну катушку 6 с индуктивностью L. При увеличении размера контролируемой детали 1 измерительный шток 2 датчика, преодолевая усилие пружины 5, оказывает давление на якорь 3, который подвешен на плоской пружине 4 и может поворачиваться. Поворот якоря вызывает изменение воздушного зазора между магнитопроводомкатушки и якорем, что приводит к изменению индуктивности катушки.

Действие прибора основано на использовании некоторых особенностей электромагнитного потока высокой частоты. От того, как электромагнитный поток распространяется в различных материалах, как он отражается от их границ, и зависят результаты измерения.

С помощью этих датчиков можно проводить измерения на поверхности сложной конфигурации. Автоматический контроль при помощи устройств с индуктивными датчиками осуществляется включением их в мостовые, трансформаторные и дифференциальные схемы.

Преимуществами индуктивного метода измерений являются: непрерывность измерения; возможность регистрации непрерывно изменяющихся величин, что необходимо при контроле параметров зубчатых, колес, перемещений узлов станков и др.; возможность отсчета действительных отклонений измеряемой величины по шкале прибора; дистанционность измерений; высокая чувствительность и простота конструкции датчиков. Недостатками метода являются сравнительная сложность электрических схем включения датчиков и влияние отклонений параметров схемы на результаты измерения.

Электронные датчики размера - это электровакуумный прибор, в котором управление электрическими токами осуществляется механическим путем перемещения электродов (катода, анода, сетки и т.д.).

Электронный датчик размера преобразует линейное перемещение (изменение размера) непосредственно в изменение анодного тока и одновременно усиливает этот ток.Одна из схем электродного датчика предоставлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема электронного датчика

Продольное управление электронным током основано на перемещении анода в направлении электрического поля лампы. Неподвижный накаленный катод 4 и подвижный анод 3, укрепленный на рычаге 1, проходящем через эластичную стенку 2 колбы датчика, сделаны плоскими. Так как поток электромагнитного поля хорошо распространяется в воздухе, то возможно бесконтактным способом на расстоянии даже в несколько миллиметров измерять приближение или удаление металлической поверхности.

Точное и быстрое бесконтактное измерение малых перемещений позволяет разработать быстродействующие контрольно-сортировочные автоматы.

Пневматический метод измерения получил широкое распространение. Это объясняется рядом преимуществ пневматического метода, к которым можно отнести следующие: высокая точность измерения, значительное передаточное отношение, возможность осуществления бесконтактных измерений, возможность измерения одновременно нескольких размеров и совмещения операций контроля с вычислительными операциями (например, контроля суммы и разности размеров), возможность контроля размеров в труднодоступных местах деталей.

Часто контроль и измерение линейных размеров изделий не могут быть осуществлены на базе известных методов контроля и измерения. В этом случае особое значение приобретает радиационные метод контроля. Источники радиоактивных излучений обладает рядом преимуществ:

позволяют производить измерение и контроль бесконтактным способом;

не требуют затраты энергии;

не изменяют своих характеристик при изменении внешних характеристик (температуры, давления);

стабильны в работе и долговечны;

имеют достаточно высокие метрологические показатели (точность, чувствительность).

Для контроля и измерения линейных размеров изделий применяются радиоактивные изотопы в качестве источников излучения: при этом используются их свойства проникновения излучения сквозь вещество изделия и рассеивание излучения веществом изделия.

Радиоактивные датчики основаны на свойствах радиоактивных излучений: проникать сквозь вещество и ионизировать вещество.

С помощью специальной регистрирующей аппаратуры можно измерять интенсивность того потока излучения, который прошел через изделие или рассеялся от него. Этим способом можно замерять все величины.

Типовые конструкции измерительных приборов, основанные на изотопном излучении представлены на рис. 4.

5

Рис. 4. Схема радиоактивного датчика прямого измерения размеров изделий

Поток радиоактивных излучений от источника 1, проходит сквозь измеряемое изделие 2, затем попадает в детектор 3, где в зависимости от интенсивности потока (толщины изделия) создается определенной величины электрический сигнал, который усиливается и преобразуется промежуточным преобразователем 4 и потом поступает на отсчетное устройство 5.

Эти датчики применяются для измерения толщины изделий, доступных только с одной стороны, а также для определения толщины покрытий.

Достоинства радиоактивных датчиков состоит в том, что они позволяют вести бесконтактные измерения при больших скоростях проката со значительными величинами вибраций и колебаний измеряемой детали, при достаточно сильных колебаниях температуры в зоне измерения.

Таким образом, в результате рассмотрения различных схем измерительных систем, применяемых в активном контроле при механической обработке, с точки зрения применения их приЭХО [2], можно сделать следующие выводы:

1. Механические системы измерения мало пригодны для измерения размеров и параметров при ЭХО.

2. Электрические измерительные системы могут найти применение в различных видах ЭХО, например, при протягивании хонинговании, шлифовании и др. электрохимикомеханических способах ЭХО.

3. Пневматические измерительные системы могут быть использованы при ЭХО, особенно при обработке глубоких отверстия втрудно доступном месте. В частности, контактные пневматические измерительные устройства могут быть применены при контроле малых диаметров, сопряжённых отверстий, при точении, шлифовании и других химикомеханических способах ЭХО.

4. Радиационные измерительные системы из-за трудности изготовления и эксплуатации таких приборов в настоящее время не могут быть применены при ЭХО.

Литература

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

2. Наукоемкие технологии в машиностроении / Под ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение. 2012. - 526с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 629.077 - 593

В.С. Семеноженков