CC BY
15В лаборатории автономных испытаний ОАО «Красмаш» были проведены экспериментальные исследования, выявлявшие возможности использования Arduino при автономных испытаниях датчиков давления (рис. 2).
В данном случае регистрацию подаваемого давления на датчик осуществляет цифровой манометр ДМ5002В, который выдает сигнал на Arduino по цифровому порту RS232. Контроллер Arduino запрограммирован таким образом, что в нужных точках давления он производит регистрацию показаний с цифрового вольтметра В7-78, который проводит измерение напряжения на выходе с испытываемого датчика. Соответственно средствами измерения выступают мано-
метр ДМ5002В и вольтметр В7-78, а Arduino выполняет только их коммутацию, и на точность измерения оказывает влияние, несущественное для данного вида измерений.
Экспериментальные исследования с использованием Arduino при автономных испытаниях датчиков давления показали хорошие перспективы использования бюджетных контроллеров на производстве. Создание и программирование комплексов на базе таких контроллеров можно проводить силами рядовых сотрудников предприятия без привлечения сторонних организаций, а низкая стоимость контроллера позволяет быстро тиражировать данные комплексы на другие виды работ с использованием цифровых средств измерения.
E. A. Klipov, D. I. Gneushev JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk
AUTOMATION OF REGISTRATION OF INDICATIONS FROM PRESSURE SENSORS AT INDEPENDENT TESTS WITH USE OF THE BUDGETARY CONTROLLERS
Use of the budgetary Arduino controlers at creation of hardware-software complexes for carrying out independent tests of datchikovy equipment of space-rocket equipment is offered.
© Клипов Е. А., Гнеушев Д. И., 2012
УДК 621.7.04
А. В. Колесников
Иркутский государственный технический университет, Россия, Иркутск
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПНЕВМОТЕРМИЧЕСКОЙ ФОРМОВКИ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МЕТОДОМ ВИРТУАЛЬНОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
Показана возможность изготовления многослойных конструкций из титановых сплавов методом пневмо-термической формовки и диффузионной сварки. Выполнено моделирование процесса ПТФ многослойной панели. Выявлены дефекты, возникающие при изготовлении подобных конструкций, и предложены варианты их устранения. Отражены проблемы при проектировании и анализе многослойных конструкций.
Многолистовая пневмотермическая формовка, совмещённая с диффузионной сваркой (ПТФ/ДС) в режиме сверхпластичности рассматривается в настоящее время как один из перспективных технологических процессов создания новых образцов авиационной и ракетной техники [1]. В условиях ПТФ/ДС изготавливают такие элементы конструкции самолета из титановых сплавов, как лопатки турбин, крышки люков, силовых панелей и др. (рис. 1).
Для конструкторов наибольший интерес представляет задача оптимизации конструкции, которую можно получить методом ПТФ/ДС с целью максимального использования его преимуществ. При изготовлении таких конструкций необходимо подбирать параметры формовки, при которых будут соблюдаться условия минимальной разнотолщинности, отсутствия дефек-
тов и недоформовки. Таким образом, оптимизация технологического процесса становится очень сложной задачей, которую можно решить, используя вычислительные способности компьютерной техники.
За прошедшие годы был накоплен большой опыт проектирования и изготовления авиационных конструкций методом ПТФ/ДС. Разрабатывались математические модели, позволяющие рассчитывать параметры изготовления таких конструкций, которые были воплощены в различных программных комплексах.
Важнейшими параметрами для формовки конструкций методом ПТФ выступают давление, время и температура. Большинство программных комплексов позволяют автоматически рассчитывать график изменения потребного давления по времени в зависи-
Решетневские чтения
мости от заданной скорости деформации, коэффициента скоростного упрочнения и критического напряжения текучести в режиме пневмотермической формовки.
Для описания закона формовки в режиме сверхпластичности используют эмпирическое уравнение [2]
о = Ki ■ ет,
где К1 - коэффициент пропорциональности; е - скорость деформации; т - коэффициент скоростного упрочнения
В программном комплексе «MSC Marc» был смоделирован процесс ПТФ трехслойной панели из титанового сплава ВТ6 со следующими характеристиками: Omax = 20 H/мм2; emax = 0,003с-1; mmx = 0,62 (рис. 2).
Рис. 1. Многослойная панель
Рис. 2. Расчет формовки многослойной панели в программе
Моделирование подтвердило появление дефектов формовки, с которыми сталкиваются при натурном эксперименте. Возникновение дефекта под названием утяжина, возникает в местах диффузионной сварки листов (рис. 3).
Это связано с тем, что существующий алгоритм расчета ПТФ в программных комплексах основывается на решении обратной задачи - вычислении графика изменения давления в зависимости от характеристик конструкции и параметров материала.
Полученные результаты говорят о недостаточной полноте данного подхода для расчета параметров ПТФ многослойных конструкций.
Таким образом, необходимо применять прямую задачу, задавая график давления с соблюдением постоянства требуемой скорости деформации, необходимой для режима сверхпластичного формования. Итеративно изменяя график давления, удалось определить такие параметры, которые позволили получить качественную панель без возникновения дефектов и недоформовки (рис. 4).
Рис. 3. Утяжины в районе перемычек
Рис. 4. Качественно изготовленная трехслойная панель
Таким образом, разработка автоматизированного расчетного модуля для решения прямой задачи является перспективным направлением научной работы. Кроме того, проблемы, с которыми сталкиваются инженеры при проектировании подобных конструкций, заключаются в определении усталостной прочности, приемлемых расчетных нагрузок и выносливости, по которым ведется работа в настоящее время.
Библиографические ссылки
1. Чумаченко Е. Н., Смирнов О. М., Цепин М. А. Сверхпластичность: материалы, теория, технологии. М. : КомКнига, 2005.
2. Смирнов О. М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М. : Машиностроение, 1979.
A. V. Kolesnikov Irkutsk State Technical University, Russia, Irkutsk
THE ANALYSIS OF THE CAPABILITY VIRTUAL MODELLING OF THE SUPERPLASTICALLY FORMING SANDWICH PANEL
Manufacturing possibility is presented sandwich panel of titanium alloys by a method superplastic-forming and diffusion-bonding (SPF/DB). Modeling is executed of process SPF of the sandwich panel. The defects are revealed, which arise at manufacturing of similar panel, and variants are offered for their elimination. Problems are reflected at designing and the analysis of sandwich panel.
© Колесников А. В., 2012
УДК 621.384
А. А. Кульков, А. Ю. Литвинчук, А. М. Ячников ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИАЛЬНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Проведена оценка эффективности внедрения передовой технологии изготовления специального режущего инструмента методом вышлифовки геометрии на станке с ЧПУ.
В рамках проведенного на ОАО «Красмаш» технологического аудита выполнена оценка существующего производственно-технологического потенциала участка изготовления режущего и мерительного инструмента.
Действующее производство предусматривает изготовление режущего и твердосплавного инструмента, резьбонарезного и резьбонакатного инструмента, спецприспособлений для контроля исполнительных размеров ДСЕ, калибров гладких и резьбовых (пробок и колец), специального измерительного инструмента, пресс-форм, штампов формовочных, спецприспособлений, специальной оснастки, термической обработки и нанесение гальванических покрытий, сборку УСП и пр.
Имеющееся оборудование используется при изготовлении режущего и мерительного инструмента, штампов, пресс-форм, специальной оснастки и приспособлений.
Основной возрастной состав металлообрабатывающего оборудования ПТК СТО от 20 до 70 лет. Оборудование физически и морально устарело.
По результатам проведенного технологического аудита была проанализирована производственная база ПТК СТО, рассмотрены технологии изготовления режущего и мерительного инструмента, проведено сопоставление уровня используемых технологий с существующими передовыми. Общая картина производственной базы ПТК СТО характеризуется как технологически отсталая с морально и физически устаревшим оборудованием.
Сравнительный анализ существующей и планируемой к внедрению технологии показал, что новая
технология изготовления режущего и мерителя не вписывается в существующую организационную структуру ПТК СТО и используемые технологии. Это вызывает необходимость комплексного технического перевооружения в силу нецелесообразности подержания устаревших технологий.
В рамках технологического аудита был рассмотрен технологический процесс изготовления развертки из стали 9ХС. В процессе изготовления задействованы 12 единиц оборудования. Трудоемкость изготовления одной развертки составляет 1,8 н/ч. Заготовка представляет собой круг диаметром 16 мм и длиной 160 мм.
Все технологические операции (рис. 1) за исключением нарезки заготовки и маркировки выполняются на одной единице оборудования за один установ. Расчетное машинное время на изготовление развертки составляет 4 мин.
Такая локализация позволит на существующих площадях создать достаточно компактное и мобильное производство режущего и мерительного инструмента (рис. 2), ничем не уступающее высокотехнологичных аналогам.
Было выявлено несколько основных преимуществ планируемой к внедрению технологии: высокая локализация технологических операций и изготовление инструмента за один установ; возможность быстрого изготовления специального и стандартизованного инструмента под задачи производства; легкая и быстрая перенастройка (минимальное количество СТО); высокая точность; независимость от человеческого фактора в условиях дефицита опытных рабочих (заточников, лекальщиков, станочников).
