Учебное пособие 800417

УДК 621

56 Научно-техническая конференция ВГТУ. Секция «Автоматизированное оборудование»: материалы регион. науч.-техн. конф. [Электронный ресурс]. - Электрон. текстовые и граф. данные (2,3 Мб). – Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2016.

– 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGA с разрешением 1024×768; Adobe Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь. – Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0492-6

В сборнике представлены научные труды, посвященные инновационным технологиям и оборудованию машиностроительного комплекса.

Сборник будет полезен специалистам в области машиностроительного производства, студентам и аспирантам машиностроительных специальностей.

Рецензенты: кафедра защитных сооружений ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (нач. кафедры канд. техн. наук, доц. И.И. Звенигородский); д-р техн. наук, проф. В.Ф. Селиванов

2

ВВЕДЕНИЕ

В сборнике помещены статьи, затрагивающие современные и актуальные вопросы инновационных технологий и машиностроительного оборудования.

Наряду со статьями, имеющими теоретическую проработку, опубликованы материалы практической направленности.

Публикуемые в сборнике материалы являются результатами законченных научно-исследовательских работ или их отдельных разделов, выполненных научными сотрудниками высших учебных заведений, предприятий, научно-исследовательских институтов. Рассматриваются также некоторые вопросы направления «Технология конструкционных материалов», в частности контактные пластические деформации при поверхностном пластическом деформировании, особенности микролегирования свариваемых изделий, механизмы износа рабочих поверхностей деталей машин.

Сборник полезен преподавателям, студентам, аспирантам, инженерно-техническим работникам, специализирующимся в областях станкостроения, технологии машиностроения, производства кузнечно-прессового оборудования, управления в технических и экономических системах.

3

УДК 621.791.053:54.021

Ю.С. Ткаченко, Ю.Э. Симонова

ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ НАПЫЛЯЕМЫХ И НАПЛАВЛЯЕМЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Встатье рассматривается метод поиска оптимальных составов напыляемых или наплавляемых порошковых материалов с использованием образцов из исходных компонентов с переменным химическим составом.

Впоследние десятилетия исключительно быстрыми темпа-

ми развивается порошковая металлургия. Многие спеченные материалы изготовляют из порошков различного состава и грануляции. Технологические и служебные свойства таких материалов во многом зависят от соотношения входящих в них порошкообразных компонентов. Оптимальное соотношение разнородных порошкообразных компонентов наиболее быстро может быть установлено на образцах из материала переменного состава.

Заготовки из спеченных материалов переменного состава (ПС) наиболее просто могут быть получены путем непрерывного изменения соотношением составляющих порошкообразных компонентов перед их смешиванием. Принципиальная схема такого процесса показана на рисунке 1.

Рис. 1. Схема получения заготовок из металлических и керамических порошковых материалов: 1 – порошок одного состава; 2

– порошок другого состава; 3 – регулятор; 4 – смеситель; 5 – форма; 6 – столбик порошка

4

Порошки состава 1 и состава 2 поступают из раздельных бункеров в регулятор 3, который путем изменения положения регулирующей заслонки пропускает в смеситель 4 вначале порошок состава 1, затем начинает и постепенно увеличивает пропуск порошка состава 2 при одновременном уменьшении пропуска порошка состава 1 и заканчивает цикл пропуска только порошка состава 2. Таким образом, из смесителя 4 поступает в форму 5 и формируется в ней столбик (заготовка) порошка 6, состоящий снизу из порошка состава 1, сверху – порошка состава 2, а в середине – смеси этих порошков с плавно изменяющимся составом. Последующая обработка такого столбика порошка путем спекания, прессования или другими способами обеспечиваетего превращение в заготовку, при испытании которой соответствующими методами может быть установлена зависимость свойств изготовленного материала ПС от соотношения в нем исходных компонентов.

Для опробования метода получения опытных проб заданного химического состава был произведен переплав полученной порошкообразной шихты (столбик 6) в канавке медного кристаллизатора. Такие пробы являются приблеженной моделью реального процесса нанесения покрытий на поверхность металлической заготовки. Этот метод позволяет ускорить процесс комплексной оценки структуры и свойств напыленного или наплавленного материала и выбор соответствующих напыляемых материалов.

При разработке метода учтены физико-механические взаимодействия в системе жидкий металл-газ, жидкий металл-металл подложки; теплофизические характеристики расплавленного металла, условия его кристаллизации, направление скорости теплоотвода, состояние поверхности порошкообразных компонентов и возможность появления на ней большого количества оксидов, адсорбированных газов и т.п.

Сущность метода заключается в следующем. Исходя из априорной информации, выбирают химический состав металла напыленного или наплавленного слоя. Для его воспроизводства в канавку медного водоохлаждаемого кристаллизатора 1 (рисунок 2) укладывают пластину из металла подложки 2 равномерным слоем укладывают столбик шихты 3 переменного состава и переплавляют плазменной дугой 4. Образовавшуюся после кристаллизации в канавке опытную пробу 5 подвергают дальнейшим исследованиям по

5

результатам которых можно судить о структуре наплавленного или напыленного слоя, его твердости, прочности, износостойкости и т.д.

Рис. 2. Схема получения опытных проб заданного химического состава из порошкообразных материалов. 1 – водоохлаждаемый кристаллизатор; 2 – металл напыляемой подложки; 3 – столбик шихты переменного состава; 4-4 плазменная дуга; 5 – опытная проба напыленного или наплавленного покрытия переменного химиче-

ского состава

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.73

С.Л. Новокщенов

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОГО ИНДЕКСА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПОКОВОК ДЛЯ САПР ТП ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

В статье рассматриваются вопросы автоматизированного определения исходного индекса для последующего назначения величин припусков на механическую обработку проектируемого технологического процесса в современных САПР ТП ОМД на основе технологий визуального программирования

Как известно, по ГОСТУ 7505-89 при определении припусков и допусков штампованной поковки используют исходный индекс, который определяют в зависимости от массы, группы стали, степени сложности и класса точности поковки Стандартом предусмотрено 23 исходных индекса (1...23).

Исходный индекс можно определить двумя способами:

1.математическими расчетами;

2.табличным методом.

При построении программы (рис. №1) по определению исходного индекса воспользуемся первым методом, согласно которому численное значение ИН определяют по известной формуле:

6

(1)

где № - номер интервала, в который попадает масса поковки (принимается по табл. 1.3 ГОСТ 7505-89);

М - группа стали; С - степень сложности поковки; Т - класс точности.

Результат работы программы предоставляется в виде обновляемого файла-отчета (рис. 2), сохраненного в формате *.docx (Microsoft Word).

Рис. 1. Диалог вычисления исходного индекса поковки

Рис. 2. Форма отчета

7

Применение разработанной системы позволяет сократить время, необходимое для подготовки исходных данных для моделирования на 70%, избавив технолога от необходимости выполнения рутинных ручных вычислений.

Литература

1. Зорчев С.Н., Кузьминцев В.Н. Общая технология кузнеч- но-штамповочного производства: Учеб., 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 87 с., ил.- (Профтехобразование).

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.73

С.Л. Новокщенов

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ САПР ТП ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

В статье рассматриваются вопросы автоматизированного расчета геометрических размеров заготовки для последующего анализа проектируемого технологического процесса в современных САПР ТП ОМД на основе технологий визуального программирования

Внастоящее время САПР ТП ОМД (Deform 3D, Simufact Forming и т.д.) достигли достаточно высокого уровня развития, но многие операции в них пользователи вынуждены выполнять вручную, начиная с этапа подготовки геометрических 3D-моделей. Однако некоторые элементы процесса подготовки исходных данных с целью сокращения потерь рабочего времени можно автоматизировать.

Вобработке металлов давлением (ОМД) наиболее часто реализуются процессы изготовления поковок осадкой в торец. Проектирование заготовки начинают с построения модели изделия, получаемого на окончательном штамповочном переходе.

С учетом условия равенства постоянства объемов Vзаг=Vпок, создание 3D модели позволит определить объем поковки, и, как следствие, объем заготовки.

Как известно, размер диаметра или стороны заготовки определяет соотношение m длины заготовки Lзаг к ее диаметру dзаг (или

8

стороне А квадратной заготовки) должно составлять 1,25-2,8 (наиболее часто принимают m =2) [1].

и ее длину Lзаг=Vзаг/A2.

Описанные вычисления и построение геометрии заготовки можно автоматизировать, используя визуальные языки программирования, в частности, Microsoft VisualBasic.NET. Интерфейс разработанного приложения с элементами программного кода, показан на рисунке.

Взаимосвязь с CAD-системой можно реализовать на основе имеющихся в самой CAD-системе функций, таких, как таблица параметров.

Программный код и интерфейс приложения «Параметры заготовки»

Литература

1. Зорчев С.Н., Кузьминцев В.Н. Общая технология куз- нечно-штамповочного производства: Учеб., 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 87 с., ил.- (Профтехобразование).

Воронежский государственный технический университет

9

УДК 621.73

С.Л. Новокщенов

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ САПР ТП ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

В статье рассматриваются вопросы автоматизированного создания заготовки для последующего анализа проектируемого технологического процесса в современных САПР ТП ОМД на основе технологий визуального программирования

В используемой для реализации предлагаемой методики CAD-системе SolidWorks таблица параметров служит для подстановки массива значений из документа Microsoft Excel в переменные модели (рис. 1).

Эти значения могут быть как численными (например, величины размеров), так и логическими (элемент погашен/непогашен). Сохраняется таблица параметров в документе 3D модели (она попросту туда внедрена), а создаваться может как с помощью инструментов SolidWorks, так и вручную в виде отдельного файла Microsoft Excel.

а) б)

Рис. 1. Результаты вычислений а) для круглой в плане заготовки б) для квадратной в плане заготовки

Для круглой и квадратной в плане заготовок таблицы параметров реализуем во внешних файлах zag.xlsx и zag_kv.xlsx соответственно. Запись вычисленных значений в ячейки таблицы выполняем с помощью стандартных функций, реализованных в Microsoft VisualBasic.NET.

10