CC BY
4
Список использоьанных источников 1. Теория механизмов и машин- Учеб. для студ. вузоь /К В. Фролов С.А Попов А.К Мусатов и др.: Под ред К.В. Фролова. - М Высш. шк ^ЭвУ. -496 с.
SUMMARY
This article aescrihes the results of investigation of lever rnecharism links dimension influence over outlet link rotator irregularity. It is stated that the post length exerts the greatest influence This dimension should not exceed the nalt of leading link lengtn as the gear angle is sharply diminishing
УДК 62-4
ФЕНОМЕН ФОРМООБРАЗОВАНИЯ Ц.Н. Свирский
Форма ^как размер, фигура, местоположение) - атрибут любого из окружающих нас физических объектов: природных и искусственных (технических). Артефакты создаются людьми с вполне определенной целью поэтому их формы характеризуются поиспособленностью к внешним воздействиям в широком смысле в соответствии с законами природы техники и красоты. Новые искусственные сЬоомы формируются в ментальное™ человеческого воображения на основе всего потенциала существующих объектов накопленного в процессе познавательной деятельности человека отображенного и хранимого в его сознании В этих образах помимо закрепления положительного содержания прототипов появляются иовые функциональные элементы, связи, отношения. ^То объективно ведет к последовательному усложнению формы технических объектов В процессе формообразования возникший психический конструкт овеществляется с помощью имеющихся технических (технологических) средств а новом объекта физической реальности Таким образом формообразование как процесс получения объекта определенной и требуемой формы с необходимостью включает в себя продуктивные (творческие; процедуры -т.е формотворчество и репродуктивные (рутинные) процедуры - т.е формокогиро-вание Оба названных компонента не только взаимосвязаны в едином процессе формообразования, но и тесно переплетены и частично перекрываемы друг другом как на мыслительном (в основном творческом) этапе, "'"ак и ма техническом (в основном рутинном) этапах фэрмоооразования.
В этих условиях для совершенствования процесса формообразования весьма важно рассмотреть весо арсенал современных технологических методов формообразования в том числе наукоемких основаниях на новых Физико-технических эффектах; дать сравнительную характеристику их эффективности и определит о область рационального использования при реализации процедур формотворчества и Фоомикопиоования (формогиражирования). В свою очередь, для решения указанных задач необходимо определить качественно и количественно основной квали-метрические параметры формообразования, прежде всего та*ие как точность, производительность, сложность, экономичность и эффективность. Особый интерес представляет исследование сопутствующей проблемы роли и места компьютерных технологий формообразования в повышении качества проектирования и производства конкурентоспособной продукции в современных условиях персонификации по-треЬитепьского спроса.
Все множество типов искусственно созданных объемных форм а именно: а) монументального, б) декоративного искусства; в) архитектурного г) промышленного;
д) технического дизайна, возможно распределить на поле с координатами «сложность (нерегулярность) фоомы - габариты (совокупная масса) объектов»
Все многообразие технологических методов формообразования можно разде лить на два множества: а) «сканирующие», для которых характерно прямое избирательное (компьютерно) управляемое технологическое воздействие на сырье; б) «оболочковые» - для единовременного создания всей формы изделия (и «тепа» при необходимости). Элементами первого множества являются методы а) сризико-механимеской обработки твердых заготовок [1] и б) прямого синтеза [2]. Второе множество составляют методы с использованием формокопирующей оснастки (литье. обоаботка давлением и т п.).
При характеристике точности и других полезных свойств (квалиметрических показателей) Формообразования удобно рассматривать отдельно процедуры и стадии фоомогворчества, формокопирования и формотиражирования Известно, что точносто есть степень приближения истинного значения рассматриваемого параметра к его теоретическому (номинальному, требуемому) значению. Результат формотворчества уникален, и в силу своей уникальности не имеет эталона для сравнения своих макро- и микрогеометрических характеристик, в том числе точности размеров формы и качества поверхности. О соответствии созданной формы общественному ожиданию можно лишь косвенно судить по коммерческому или иному успеху ее автора В терминах теории измерений [3] точность подобного рода принципиально может быть оценена только погрешностью классификации - порого вым несоответствием реальной формы приписанному ей идеалу. С другой стороны можно говорить о точностных возможностях технических методов и средств формообразования для воплощения придуманного метального образа в математической модели и/или материале соответственно виртуальной и физической реальности. Оценка точности (определение погрешности) формокопирования возможна непосредственным сравнением копии с оригиналом - физическим прототипом компьютерной моделью, чертежом вплоть до решения так называемой обоатной задачи формообразования - «обратного проектирования» («Reverse Engineering»)
Под производительностью формообразования принято понимать скорость этого пооцесса Производительность формотворчества лимитируется человеческим Фактором. Ее увеличение по-видимому возможно за счет применения компьютерных технологий рекурсивного геометрического моделирования. Производительность преобразования виртуальной компьютерной модели в физический объект на стадии фоомотворчества и соормокопирования сканирующими методами определяется а) площадоЮ поверхности заготовки, физико- механически обработанной в единицу времени или б) скоростью прямого синтеза вдоль ориентирующей оси детали Про изводитепьность формотиражирования оболочковыми методами рассчитывается по числу съемов с технологического оборудования (такту выпуска1) готовых изделий. Производительность формокопирования как процесса переноса информации о требуемой Форме на исходный материал с помощью того или иного физико-технологического воздействия принципиально связана с расходом энергии и скоростью воздействия с одной стороны а с другой стороны - физико-технологическими свойствами сырья - его «обрабатываемостью» выбранным методом. На рис.1 приведена диаграмма распределения наиболее распространенных технологических методов по трем энергетическим уровням и двум скоростным зонам [41 На ее основании 3 13. Швец 35 лет назад указал на потенциальную эффективность таких технологических методов формообразования как холодное деформирование в отно шении затрат энергии и времени и электролучевые технологии в отношении их высокой избирательности и управляемости.
- а о рост *л<е
I
«л*
L . I--- -, -----4 ту- : - *< — -—■—i IS 23 -ML
i 1? I IT' Л —1 01$ 20 Dl 12/
к — — - • 1 ____ ---- - 9 ^ в-Н П г— L
c=f = /4 Ь4 ,/q '4 . 5. I-IM J 26- to r——-»,
2ЪГ ¡=jf i ■ i ü" —^- -»
Ю I :
W
I
I
т,
I
ш
X
41
о
' //
С
Ю
W
/Г
/Г
IQ
аЗ
ус */сек
Обработка давлением 1) гибка листов, 2) профилей, 3) штамповка на гидропрессах, 4) выдавливание, 5) высадка, 6) штамповка взрывом гопячая штамповка: 7) нагрев, 8) деформирование; питье: 9) нагрев и плавление 10] запивка в формы, 11) затвердевание е а и г' ¡боа этка: 12) резание на ножницах 13) точение, 14) протягивание, 15) фрезерование 16) развертывание 17) шлифование 26) резание выстрелом; электролучевая обработ кь 18) электроискровая 19) электроимпульсная 20) анодно-механическая 21) электроконтактная 22) электрохимическая, 23) ультразвуковая. 24) электроннолучевая 25) лазеоная, 27) гальваностегия 28) плазменное напыление.
Рисунок 1 - Удельный расход и скооость технологических процессов
В раооте [5] автору удалось найти объективный критерий сложности формы, основанный только на геометрических характеристиках объекта, выйдя за рамки традиционного «технологического» подхода к оешению этой проблемы и разделив, тем самым, сложность формы и сложность (а скорее трудность) формообразование. При определении степени трудности формообразования ^формокопирования) как комппексного показателя, сложность фоомь! объекта пооизводствэ учитываемся как единичный показатель, наряду с другими не менее важными составляющими, например, TpeöyeMDiMH точностными характеристиками и показателем обрабатывае мости материал? изделия (или его физическими характеристиками непосредственно). Автор раооты [в] вместо трудности формообразования использует сходный критерии сложности реализации в виде «функционала сложности» который напри мер в случае использования формообразования точением представляет собой аддитивную свертку показателей «сложность обработки» и «сложность установки» на токарном станке. Оба показателя определены через геометрические параметры де тали причем первый - как отношение ее длины к диаметру (вероятно, имея ввиду характеристику жесткости), а второй - пропорционален объему детали Отметим что в рамках рассматриваемых в настоящей статье вопросов важны принципиальные сооЬражения ввода подобной характеристики а не обсуждение корректности ее конкретного использования в приведенном примере.
Экономичность формообразования определяется минимально возможным уровнем затоат денежных средств на всех этапах изготовления нового изделия или се рии изделий. Выбор того или иного варианта технологии формообразования определенною объекта с фиксированным уровнем качественных характеристик удобно осуществлять по приведенным совокупным затратам.
С + FHK Ы min,
где С - текущие затраты на реализацию всего процесса формообразования включая издержки связанные с эксплуатацией формообразующего технологического оснащения- ЕЧК - часть капитальных вложений необходимых для осуществле-
ния формообразования, которая переносится на стоимость одного изделия в соответствии с выбранным сроком окупаемости капитальных затрат: Т0 = 1 / Ен
При сравнении различных вариантов технологического процесса формообразования часто нет необходимости в детальном расчете всех видов затоат; используя структурную аналогию технологических себестоимостей, достаточно ограничиться только определяющими видами затрат, которые существенно отличаются для конкурирующих вариантов.
Техническое обеспечение процедуры формотворчества, а также всего процесса Формообразования при производстве эксклюзивной продукции, в условиях существенно изменчивой конъюнктуры спроса должно обеспечивать наряду с экономичностью также и потенциальную всзможнссть достижения высоких (рекордных) значений точностных характеристик и степени сложности изделий, разработка которых может потребоваться в ближайшем будущем
Необходимо отметите, несовместимость высоких значений основных показателей качества технологического процесса (и технических средств; формообразования Известны [7] например зависимости себестоимости детали от требуемой точности ее обработки (рис. 2).
О 20 40 60 30 мкн Точность обрабо^ и
Рисунок 2 - Точность и себестоимость обработки детали по данным: 1- Г. Бернд^а. 2 - А. А Маталина. 3 - К. Ницше
Эти соображения привели к попыткам разработать общий критерий эффективности формообразующего оборудования и в целом процесса Формообразования. В качестве такого рода обобщенного критерия предложена, например продуктивность'
Р = (аОрП) / (уС,),
где О - обобщенный показатель качества (точности), П - обобщенный показатель производительности, учитывающий сложность формы объекта производства в том числе; - приведенные совокупные затраты на формообразование; а, (3, у -весовые коэффициенты.
Несмотря на указанный в работе [7] недостаток этого критерия - неопределенность коэффициентов влияния и их зависимости от конкретных условий, нельзя не оиенить его соответствие основополагающему выражению Функционально-стоимостного анализа отношению важности функций (качества) объекта к затратам на их (его) реализацию.
Именно применение функционально-стоимостного анализа при разработке гибкого производственного модуля послойной сборки позволило предложить компактный подход [8] к постпоению системы автоматизации формообразования, включающей
подсистемы «обратного проектирования» «быстрого прототипирования» и «быстрого тиражирования» продукции [9], призванной реализовать в полной меое концепцию «интеллектуального производства» («Intellectual manufacturing») на малых и средних промышленных предприятиях
Список использованных источников
1. Подураев В Н. Технология физико-химических методов обработки - М Машиностроение 1985 -250 с.
2. Горюшкин В.И Основы гибкого пооизводства деталей машин и приборов. - Мн.: Наука и техника, 1У84. - 222 с.
3. Измерения в промышленности кн.1.-М : Металлургия 1990 - 380 с.
4 Швец В.ё Распределение технологических процессов обработки в машиностроении по энергетическим уровням и скоростиым зонам / Вестник машиностроения, 1967 10. с. 61-62.
5. Свирский Д.Н Количественная оценка сложности конфигурации изделия // Со научн трудов ВГ'ТУ. ч 2. - Витебск: ВГТУ, 1995. - с Ю - 12
6 Логашев В.Г Технологические основы гибких автоматических производств -Л Машиностроение, 1985 - 176 с.
7. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков - М Машиностроение 1977. - 390 с
8. Свиоский Д.Н Компактная производственная система как объект автоматизированного проектирования. - Мь ИТК НАН Беларуси, 2000. -48 с.
9. Интеллектуальное производство: Состояние и перспективы развития -Новополоцг ПГУ 2002 - 268 с.
SUMMARY
In the paper a sKetcn of tne oasic aspects of a problem of the form generation as a complex phenomenon is given. Two comporents of the form generation process are allocated: form creation and form copying, which may be differed beside by portion of "routine" procedures The specificity of complex volumetric products forms generation is re-veaied on the oasis of strict definition of the form complexity ana its quantitative valuation The form copying modern technological methods are considered, and the integrated analysis of their potential efficiency is given. The perspective direction of form generation complex automation by form creation support systems application and form copying computerization is shown
УДК 685 31 05:62-784.4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ КОЛЬУЕВОГО ТИПА
В Н Потоцкий, Г,Н. Федосеев, С Г Ковчур
Для повышения эффекта пылеулавливания при конструировании местных отсосов неооходимо, чтобы весь пылевой факел в момент выделения попадал в пыле-приемник Для этою он должен плотно перекрывать источник пылевыделения и не иметь выступов а расстояние от места выделения пылевидных частиц до всасывающего отверстия пылеприемника должнс быть минимальным Пылепоиемник не должен создавать трудностей пои выполнении технологических операций. Для определения оптимальных параметров пылеприемника выпопнены теоретические ис-
