CC BY
46
УДК 621.9.047
МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ НАУКОЕМКИХ ИЗДЕЛИЙ С НАЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В.П. Смоленцев, А. А. Болдырев, И.И. Коптев, В.Г. Грицюк
Рассмотрены особенности проектирования технологических процессов с наложением электрического поля применительно к наукоемким изделиям авиационно-космической отрасли. Разработан алгоритм, позволяющий автоматизировать процедуру проектирования для типовых изделий, намеченных к обработке электрическими методами
Ключевые слова: методология, технология, электрическое поле, наукоемкие изделия
Введение
В современном гибкоструктурном производстве каждый технологический процесс содержит элементы, отражающие требования индивидуального заказчика.
Однако в любом процессе имеются [1, 2] общие части для всех видов изделий, что может быть использовано в качестве единого раздела технологии, поддающегося автоматизации процедуры проектирования.
Для успешного использования в машиностроении современной вычислительной техники требуется разработать математическое обеспечение, учитывающее специфику нетрадиционных процессов и позволяющее вписаться в общую методологию автоматизированной подготовки производства.
Особенности структуры построения технологических процессов обработки изделий с наложением электрического поля
Электрические методы обработки, как правило, выполняются без непосредственного контакта режущего элемента инструмента с заготовкой. Здесь роль инструмента выполняет электрическое поле. Поэтому формируется новый подход к проектированию технологических процессов, где традиционные термины заменяются на новые, отражающие механизм бесконтактного удаления припуска.
Присутствие электрического поля позволяет применить его для закрепления заготовок в период обработки, если использовать реологические жидкости, твердеющие под действием магнитных внешних воздействий.
Смоленцев Владислав Павлович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, e-mail: vsmolen@inbox.ru
Болдырев Александр Александрович - ВГТУ, аспирант, e-mail: alexboldyrev@yandex.ru
Коптев Иван Иванович - ВГТУ, аспирант,
тел. (473) 234-81-45
Грицюк Василий Григорьевич - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 234-82-32
В случае механической обработки определяющим показателем технологического режима является твердость материала заготовки, а при электрических методах - удаление припуска. Здесь повышение твердости даже увеличивает скорость съема материала, улучшает качество обработанной поверхности. Главным условием использования методов с наложением электрического поля является возможность подвода к зоне обработки электрического тока, хотя известны случаи электроэрозионного прошивания отверстий в алмазах, которые являются хорошими диэлектриками.
Многие операции (переходы), которые должны включаться в технологический процесс механической обработки (образование переходных участков, удаление заусенцев и др.), в случае применения электрических методов не требуются, а замена подрезки кромок на их скругление должна не только снизить трудоемкость обработки, но и повысить надежность изделия, т.к. в последнем случае устраняются концентраторы напряжений на переходных кромках в местах сопряжения поверхностей.
При проектировании электрических методов обработки могут быть предусмотрены подготовительные операции по обеспечению проводимости мест подвода тока (особенно низковольтного), удалению продуктов обработки, вызывающих коррозию, при больших технологических токах необходимо включение вентиляции для вывода из зоны обработки взрывоопасных газов. Такие работы, как правило, выполняются на рабочем месте исполнителя и не требуют заметного повышения трудоемкости операции.
Продукты обработки, как правило, не содержат стружки, представляют из себя мелкие (на уровне наночастиц) гранулы, которые после соответствующей очистки могут использоваться для изготовления деталей порошковой металлургией.
Изменяется система контроля технологических режимов, оценки результатов обработки
Г?ОМЕГПриЧЕЕ Кий образ ОбЪЕШО
обработки (до тали)
Требования к бЕтали Технологические возможности злектрофизических (ЭФО) и злектро-химических (ЭХО) методов обработки Наличие средств технологического оснащения
Уровень автоматизации технологической подготовки производства
Технологические возможности И Вида
Алгоритм построения автоматизированной системы проектирования технологических процессов электрофизических и электрохимических методов обработки
0
Продолжение рисунка
Окончание рисунка
деталей методами с наложением электрического поля.
Совершенствуется система подготовки производства изделий с применением электрических методов обработки, т.к. в гибкоструктурном производстве используется преимущественно предметный способ размещения оборудования и станки для электрических методов располагают в виде самостоятельных производственных участков со своей инфраструктурой, что требует пересмотра систем обеспечения водой, создания очистных устройств, изменения маршрутов внутризаводского транспорта.
Автоматизация проектирования технологических процессов
Новые технологические процессы достаточно просто поддаются автоматизации расчета режимов, быстрого изменения структуры и характеристик процесса. Предлагаемый алгоритм (рисунок) позволяет спроектировать технологии обработки с наложением электрического поля для большинства типовых изделий, используемых в машиностроении. Поскольку применение новых методов обработки наиболее эффективно при производстве наукоемких изделий, то алгоритм может быть рекомендован преимущественно для проектирования технологических процессов в авиационной и космической отрасли.
Выводы
1. Переход машиностроения на гибкоструктурное производство требует создания нового поколения систем технологической подготовки производства, учитывающей широкое использование нетрадиционных методов обработки, к которым относятся и бесконтактные виды формообразования, где роль инструмента выполняет электрическое поле.
2. Показаны особенности проектирования технологических процессов с наложением электрического поля, которые хорошо вписываются в систему подготовки современного гибкоструктурного производства.
3. Разработан алгоритм для построения автоматизированной системы технологической подготовки производства для выпуска наукоемких изделий. Алгоритм охватывает большинство видов операций, применяемых в машиностроении, и может послужить базой для проектирования технологических процессов комбинированной обработки, где одним из видов воздействия на объект является электрическое поле.
Литература
1. Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки. М: Машиностроение, 2005 - 511 с.
2. Смоленцев В.П. Технология электроэрозионной и электрохимической обработки: учебное пособие / В.П. Смоленцев, А.И Болдырев, Г.П. Смоленцев. Воронеж: ВГТУ, 2005 - 180 с.
Воронежский государственный технический университет
METHODS OF TECHNICAL PROCESSES DESIGN FOR SCIENTIFIC PRODUCTS WITH SUPERIMPOSION OF ELECTRIC FIELD V.P. Smolentsev, A.A. Boldyrev, I.I. Koptev, V.G. Gritsuk
The article deals with peculiarities of technical processes design with superimposition of electric field in the context of scientific products in aerospace industry. The authors have worked out the algorithm allowing to automate design procedure for typified products planned for processing by electrical methods
Key words: methodology, processing, electric field, scientific products
