Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции ПГТУ по результат

Устройство устанавливают на гидравлический пресс двойного действия или на раму с гидродомкратом, посредством которых мо­ жет быть создано необходимое усилие вытяжки. Металлическую заго­ товку укладывают на кольцевой прижим. Включают рабочий ход прес­ са (гидравлического домкрата). В результате этого контейнер с эластичной матрицей опускается до соприкосновения с заготовкой. Под действием усилия вытяжки сначала оформляют заготовку по по­ верхности втулки и кольцевого прижима. Затем по мере опускания втулки происходит формование центральной области заготовки, а ее фланец прижимается к кольцевому прижиму. Заканчивают вытяжку цент­ ральной части путем подачи на пуансон дополнительного усилия прес­ са (гидравлического домкрата). При этом происходит углубление вы­ тяжки периферийной части заготовки за счет опускания втулки. По окончании штамповки осуществляют обратный ход пресса. Контейнер и эластичную матрицу поднимают в крайнее верхнее положение. Из рабочей зоны штампа сначала удаляют отштампованную деталь, а за­ тем пуансон. Продолжительность вытяжки одной детали 1-1,5 минуты.

Предлагаемая оснастка проста в изготовлении. Ее применение позво­ лило получать детали сложного профиля без гофр.

УДК 620.179

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ МЕТАЛЛА И КЕРАМИКИ

Л.М.Оленев, Л.Л.Оленева

Для определения прочности сцепления эмали и металла проводили

испытания образцов на прочность при сдвиге. Для этого была разрабо­ тана специальная оснастка к разрывной машине "Tlratest -2000м.

Она состоит из обоймы, фигурно вырезанной по форме образцов. Обой­ ма имеет две платформы, соединенные между собой штырями. Нижнее сочленение неподвижное, верхнее - подвижное. В обойму вкладывают образец, состоящий из металла и керамики, и толкатель.

Испытания на прочность при сдвиге проводили на трех сериях образцов. Образцы первой серии были выполнены на основе керамичес­ кой массы "Виводент”; образцы второй серии с использованием мас­ сы Ж ; образцы третьей серии с применением массы пСинадент-КХС". Образцы всех трех серий состояли из двух пластинок сплава (КХС)

толщиной 4,0 мм, длиной 10,0 мм и шириной 10,0 мм, соединенных грунтовой массой при толщине слоя грунта 0,2-0,3 мм. Грунтовый слой наносили после оксидирования поверхности пластин.

Скорость наращивания нагрузки составляет 3 % в секунлу от максимальной скорости машины. Образцы нагружали до полного разрушения.

Расчет прочности при сдвиге производили по формуле

t - P/S'K,

где t - прочность при сдвиге (МПа); Р - нагрузка (кН); S - площадь сечения образца (м2); К - коэффициент, учитывающий пло­ щадь сцепления двух частей образца, который определяли эмпири­ ческим путем под микроскопом по отношению сцепленной площади к общей площади. В среднем показатель К составил 0,6-0,9. Всего на прочность при сдвиге было испытано 60 образцов, данные, полу­ ченные при этом, подвергли статистической обработке методом ва­ риационной статистики с использованием критерия Стьюдента Ь

УДК 678.026

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СТАНКАМ И ТЕХН0Л01ДОЕСКИЕ ПУТИ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

М.А.Мордвин

При конструкторско-технологической отработке станков для ме­ ханической обработки деталей из композиционных волокнистых мате­ риалов (КВМ) должны быть учтены следующие особенности, отличающие их от металлорежущих станков:

1.Меньшая мощность, так как усилия резания при обработке КВМ в 5...10 раз меньше, чем при обработке металлов.

2.Более узкий диапазон режимов обработки, особенно подачи.

3.Замена системы подачи СОЖ в зону резания на систему пыле­ отсасывающих устройств.

4.Бесступенчатое регулирование режимов резания и оптималь­ ные размеры станков по межцентровому расстоянию и высоте центров.

При мехобработке КВМ температуры в зоне резания болев 300°С вызывают в материале деструктивные процессы, приводящие к потере прочности и выходу детали из строя. Некоторые технологические пу­ ти, исключающие эти явления:

1.Выбор более теплопроводных марок инструментальных матери­ алов и оптимальных геометрических параметров режущей части и осо­ бенно величины износа инструмента по задней грани.

2.Оптимизация режимов обработки в последовательности: ско­ рость резания, подача, глубина резания.

3.Применение алмазного режущего инструмента при прочих рав­ ных условиях обеспечивает в зоне резания температуру в 1,5...2 раза ниже, чем при применении других марок инструмента.

4.При отсутствии ограничений по прочности детали, на сниже­ ние которой оказывает существенное влияние вода, которая быстро диффундирует по капиллярам и приводит к быстрому развитию трещин, применение СОЖ целесообразно.

Следует заметить, что наилучшие результаты в этом плане да­ ет такая технология изготовления деталей из КВМ (намотка, прес­ сование), которая не требует дальнейшей механической обработки.

У Ж 678.067:678.029.3

ОПРВДЭДЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ РАДИАВД0НН0Г0 ОТЕЕРВДШИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

А.П.Мордвин, М.А.Мордвин

При реализации в производственных условиях технологической схемы радиационного отверждения, когда операции намотки и отверж­ дения разделены во времени и по месту их проведения, потребное для отверждения время максимально по сравнению с другими схемами, но значительно меньше, чем для термического отверждения. Для при­ мера рассмотрим радиационное отверждение цилиндра наружным диамет­ ром d = 125 мм, длиной z = 3000 мм и толщиной стенки tv = 2 мм, изготовленного из стеклопластика на основе эпоксидного связующего ЭЦТ-I. Экспериментально установленная доза отверждения для данно­ го материала составляет величину 1,5 МГр. При выбранных технологи­ ческих параметрах: числе оборотов изделия относительно ускорителя тъ0 = 5 об/мин, подаче изделия относительно пучка электронов

дения этого изделия, согласно графику термоотверждения материалов на основе связующих ЭЦТ-I, требуется до полного отверждения 12 ча­

сов.

Таким образом, время радиационного отверждения сокращается для указанных материалов в 48 раз по сравнению с термоотверждени­ ем. Кроме того, улучшение физико-механических характеристик полу­ чаемых КВМ дает эффект само по себе и позволяет облегчить процесс механической обработки этих материалов.

При внедрении технологических схем, предусматривающих совме­ щение операций намотки и отверждения, время второй практически равно нулю, так как оно перекрывается временем намотки.

УДК 658.512.2

ЖГОДОЛОШЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Э.А.Левицкий

Многолетник опыт разработки и внедрения нескольких поколений САПР ТП показал, что системы, основанные на жестких алгоритмах, - это тупиковая ветвь с узкой областью применения. Только обучаемые системы, аккумулирующие опыт технолога, с гибкими алгоритмами мо­ гут разрешить противоречие между требованием высокой степени авто­ матизации и отсутствием четких границ свойств объекта проектирова­ ния и всей технологической среды.

Для взаимодействия обучаемой системы и технолога в разработан ной в НИИУМСе (г.Пермь) САПР ТП принят специально созданный язык, основанный на использовании таблиц решений. Близость его технологи ческому языку позволяет описывать сложную логику проектирования са мому пользователю-технологу.

Такой подход позволил разделить систему на инвариантную и мо­ бильную (быстро переналаживаемую) составляющие. К первой относятся транслятор, исполнительная система, средства отладки алгоритмов и обслуживания баз данных и баз знаний. Вторая часть включает базы знаний и нормативно-справочных данных, подсистемы описания объек­ та и проектирования технологии. Интерфейс обмена данными с САПР PC управляющих программ для ЧПУ, подсистемы формирования текстовых до­ кументов и графики условно можно отнести к инвариантной части, хотя используемые ими алгоритмы реализованы на языке таблиц решений.

В дополнение к диалоговому кодированию чертежа детали, в ходе которого пользователь отвечал на контекстно-зависимые вопросы и по­ лучал наглядные графические комментарии, в настоящее время совмест­

но с фирмой бавска, Аб ведется разработка интерфейса системы

CADDJSi Computer Vision) с сап р т п .

Использование предлагаемой методологии позволяет вести коллек­ тивную экспертизу алгоритмов. Появляется возможность выделения ин­ вариантных зависимостей и превращения технологии машиностроения в более строгую науку.

УДК 621.002.5:658.511.5

СИСТЕМА РАЗМЕРНОЙ НАСТРОЙКИ М110П)ИНСТРУ1ШТАЛЬНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ

Е.Н.Востоков, студент В.Е.Востоков

Способ решения технологических задач по обеспечению требуемой точности обработки деталей ДВС на станках с ЧПУ реализуется систе­ мой автоматизации размерной настройки, станка, обеспечивающей конт­ роль фактического положения измерительной иди установочной базы де­ тали и режущих кромок инструмента в системе координат станка.

Отличительной особенностью системы является отсутствие в рабо­ чей зоне станка каких-либо датчиков и измерителей. В рабочую зону станка автоматически вводится жесткая аттестационная площадка, яв­ ляющаяся одним из контактов электронного ключа. А подвижными кон­ тактами ключа являются режущий инструмент и вводимый в рабочую зо­ ну станка измерительный щуп. Перед выходом в позицию резания режу­ щий инструмент аттестуется по площадке в рабочей зоне станка. Ба­

зовые поверхности детали определяются с помощью измерительного щупа, также предварительно аттестованного по площадке.

Точность обработки на станках с ЧПУ, оснащенных такой сис­ темой, достигает 0,03-0,05 мм.

УДК 621.002.5:658.511.5

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ДВС’НА СТАНКАХ С ЧПУ

Е.Н.Востоков, студент В.Е.Востоков

Конъюнктура современного рынка двигателей внутреннего сго­ рания (для малых летательных аппаратов, мини-тракторов, бензо­ пил и т.п.) обусловливает необходимость перехода с массового ти­ па производства на серийное и мелкосерийное. Если массовое про­ изводство этих изделий было высокоавтоматизированное, с использо­ ванием жестких автоматических линий и цехов, то проблема автома­ тизации серийного производства до сих пор остра. Эта проблема ре­ шается в направлении применения станков с ЧПУ и создания гибких производственных систем (ГПС).

Однако конструктивно-технологические особенности деталей ДВС (поршней, шатунов, валов коленчатых, корпусов, цилиндров и т.п.) выдвигают проблему обеспечения точности их обработки на станках с ЧПУ, особенно в автоматизированном производстве.

Обследование широкой номенклатуры технологических процессов изготовления указанных деталей, размерный анализ существующих ме­ тодов обеспечения точности обработки на станках, качественный и количественный анализ составляющих погрешностей позволили выя­ вить технологические задачи и пути их решения. При анализе раз­ мерных связей, возникающих в процессе обработки деталей на стан­ ках, использовался метод математического моделирования процесса размерной настройки станка с ЧПУ, основанный на методе координат­ ных систем с деформирующимися связями.

На основе такого анализа разработан способ автоматического управления размерной точностью обработки на станках с ЧПУ. Спо­ соб заключается в автоматическом измерении положения базовых и обрабатываемых поверхностей деталей в системе координат станка

и введении соответствующих коррекций в размер статической настрой­ ки режущего инструмента.

Способ может реализоваться с помощью различных систем автома­ тической размерной настройки.

УДК 620.178.53:681.883.752

ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ ВИБРАЦИИ НИЗКОЧАСТОТНЫХ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ

П.В.Боровцов, А.А.Мордвин

Метод голографической интерферометрии был использован для регистрации и изучения форм колебаний пьезоэлектрических элемен­ тов, в которых образовывались объемные акустические волны, а так­ же для регистрации вибраций в структурах закрепления пьезоэле­ ментов с целью дальнейшей оптимизации их конструкции.

Наблюдение вибрации 20 образцов пьезоэлектрических элемен­

на голографическом модуле с использованием метода усреднения во времени. Съемка голограмм пьезоэлектрических элементов производи­ лась с помощью оптической схемы, в которой угол освещения был вы­ бран в 30°. Такие оптические схемы имеют высокую восприимчивость к перемещению, возникающему в структурах закрепления пьезоэлемен­ тов. Спектральные характеристики исследовались при воздействии

свойств образцов, можно заключить, что направление распростране­ ния волнового фронта не совпадает с задающим направлением свето­ вого луча. Это объясняется анизотропностью кристалла кварца.

Таким образом, описанный метод позволяет нам регистрировать перемещения, совпадающие не только с направлением светового луча, но также и в направлении, обнаруженном под углом к последнему, и это дает нам возможность регистрировать не только продольную, но и поперечную форму вибрации.

Голографический контрольный модуль был спроектирован, в част­ ности, и душ того, чтобы иметь возможность регулировать положение объекта под экспозицией, а также душ ускорения фиксирования голографического изображения. Этот модуль позволяет нам получать ин­ формацию как об амплитуде, так и о величине перемещения образца.

УДК 620.178.53:681.883.752

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МИКРОСБОРОК

П.В.Боровцов, И.Н.Вяткин, А.А.Мордвин

В современных системах автоматического управления (САУ) газо­ турбинными двигателями широко применяются микросборки (МСБ) раз­ личных конструкций. Основная причина выхода МСБ из строя - дефекты в пассивной подложке, поэтому определение дефектов является важной задачей при контроле МСБ перед герметизацией. Основная часть дефек­ тов - это микроскопические трещины различных видов и конфигураций.

Исследование дефектов в микросборках проводилось на голографи­ ческом модуле, разработанном душ исследования и контроля изделий микроэлектроники. Источником когерентного излучения служил лазер

дения. Качественное объяснение этого эффекта следующее: каждый эле­ мент бликующей поверхности представляет собой пятно, которое оп­ тическая система может разрешить. Это пятно значительно больше душ­ ны волны излучения, следовательно, излучение, отраженное объектом, состоит из волн, имеющих случайную разность фаз. Интерферируя меж­ ду собой, эти волны создают суммарную интенсивность, значение кото­ рой может меняться от нулевого до некоторого максимального предела. Различные области характеризуются различной яркостью, что и опреде­ ляет эффект бликования. На картину распределения бликов будет вли­ ять структура поверхности исследуемой микросборки. Микротрещины бу-

дут ярко выступать светлыми, бликуицими полосами различной кон­ фигурации на поверхности микросборки.

Разработанная система и методика позволяют в 2,5-3 раза быст­ рее, чем существующая методика, контролировать дефекты в микро­ сборках перед их герметизацией.

УДК 621.941.1.022

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ ДВУХРЕЗЦОВОЙ ДЕРЖАВКИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ РЕЗЦОВ ПРИ ПРОРЕЗКЕ КОЛЬЦЕВЫХ КАНАВОК

С.М.Баклушин, студент Д.Н.Кучев

При прорезке кольцевых канавок двумя резцами А и В, установ­ ленными не по центру заготовки, на резцы одновременно будут дей­ ствовать силы сопротивления перемещению их по траекториям отно­ сительно рабочего движения. Силы сопротивления рабочему движению лезвия резцов нестабильны. По тем же причинам нестабильно и на­ правление действия силы резания» Периодические изменения силы ре­ зания могут привести к незначительным вибрациям.

При нарезании кольцевых канавок сила резания, действующая на один из резцов, раскладывается на две составляющие: радиальную /? и тангенциальную .

Сила резания будет действовать и на саму державку, деформируя ее, при этом изменяется положение вершин резцов относительно задан­ ного и нарушается схема резания (изменяются толщины срезаемого слоя и перераспределяются нагрузки между резцами), и, следователь­ но, все это может влиять на точность канавки.

С целью определения деформации державки и величины внедрения резца А в деталь было проведено теоретическое исследование, состо­ ящее из нескольких этапов:

1)определение толщин срезаемого слоя,

2)расчет сил резания, действующих на резцы,

3)вычисление перемещений вершин резцов в условиях упругости резцов и абсолютной жесткости державки,

4)нахождение деформации самой державки относительно места закрепления первого болта резцедержателя в условиях абсолютной жесткости резцов и упругой державки,

5) определение суммарного перемещения державки и величины врезания задней поверхности резца А в обрабатываемую деталь.

Исследования показали, что перемещения резцов, а также ве­ личина внедрения резца А при прорезке кольцевых канавок двухрез­ цовой державкой оказались незначительными - в пределах 8 мкм.

УДК 621.941,1.022

ИСПЫТАНИЯ СТОЙКОСТИ ДВУХРЕЗЦОВОЙ ДЕРЖАВКИ ПО МЕТОДУ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

С.М. Баклушин

Испытания стойкости инструмента обычно требуют значительно­ го времени и расходов материалов. Для многих инженерных задач представляется более эффективным метод характеристических по­ верхностей. Изучение испытаний стойкости инструмента методом ха­ рактеристических поверхностей включает следующие этапы:

1)постулирование математической модели;

2)планирование эксперимента;

3)выбор действительных режимов резания;

4)проведение эксперимента;

5)оценка параметров;

6)проверка адекватности постулированной модели;

7)оценка доверительных интервалов.

Исследовавшимися независимыми переменными при прорезке кана­ вок были скорость резания V и подача S . Зависимой переменной была^ стойкость Т . Функциональная связь выражалась зависимостью

V T J - К . План эксперимента состоял из восьми опытов, обра­ зующий обычную факторную схему порядка 2^ с дополнительной цент­ ральной точкой, повторенной четыре раза.

TI5KI0. Все опыты с резанием проводились без охлаждения. За кри­ терий стойкости был принят износ по задней поверхности в уголках чистового канавочного резца двухрезцовой державки, равный 0,75 мм,