CC BY
10СМ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
температуры отпуска наблюдается противоположная тенденция: ДК1с слабо повышается, однако резко возрастает д к^.
Таким образом, повышение температуры отпуска приводит к сдвигу кинетической кривой в область высоких значений ДК, т.е. повышению циклической трещино-стойкости.
Список литературы
1. Тушинский Л.И. Структурная теория конструктивной прочности материалов / Л.И. Тушинский. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 400 с.
2. Смирнов А.И. Дислокационные структуры под по-верхностьо усталостного излома технического железа / А.И. Смирнов // Сборник научных трудов НГТУ. - 2001. - № 4 (26). -С. 107-112.
ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДНЯ ОПТИМИЗАЦИИ МАРШРУТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Д.В. ТУЛУПОВ, канд. техн. наук, доцент, А.Н. РОМАШЕВ, канд. техн. наук, доцент,
Бийский технологический институт АлтГТУ, г. Бийск
На стадии технологической подготовки производства осуществляется проектирование оптимальных технологических процессов, обеспечивающих получение деталей заданного качества и точности при высокой производительности их изготовления.
В то же время, во многих случаях эффективность проектируемых технологических процессов механической обработки недостаточна. Проектируемые технологические процессы зачастую не обеспечивают необходимого снижения себестоимости, материалоёмкости деталей, трудоёмкости обработки при стабильно высоком качестве поверхностного слоя и точности геометрических характеристик.
Сложность выбора из множества возможных вариантов технологического процесса фактически связана со сложным характером влияния точности размеров черновой и чистовой стадий обработки на конечную точность размеров детали.
Наилучшим решением для выбора оптимального варианта технологического процесса, которое не получило пока повсеместного распространения на производстве, является моделирование размерных изменений заготовки на стадии проектирования технологического процесса. В качестве математического аппарата такого моделирования используется теория графов совместно с теорией размерных цепей. При этом деталь в процессе ее изготовления рассматривается как геометрическая структура, состоящая из множества обрабатываемых поверхностей и размерных связей между ними.
Последовательность проведения размерных расчетов включает ряд этапов. Сначала технолог по операционным эскизам составляет размерную схему. Далее на основании схемы Сфотин I риф, вершинами которого служат все промежуточные поверхности одного координатного направления, а ребрами - размеры всех видов. На графе выявляются замкнутые контуры размерных цепей, после совместного решения которых вычисляются искомые технологические размеры.
Рассмотрение всевозможных вариантов размерных структур является весьма трудоемкой задачей для технолога и увеличивает время технологической подготовки производства. Это особенно ощутимо при составле-
нии технологии обработки деталей, имеющих десятки л сотни размеров, входящих в размерные цепи.
Одним из возможных путей решения указанной проблемы является применение нейросетевых технологий для синтеза размерных структур.
Искусственные нейронные сети — это набор математических и алгоритмических методов для решения широкого круга задач. Они представляют собой сеть элементов — искусственных нейронов, расположенных в один либо несколько слоев, определенным образом связанньх между собой. Как правило, нейросеть имеет множество входных каналов и один или несколько выходных. Большое количество входных каналов позволяет вести обработку множества данных. Упрощенно каждый нейрон (рис.1) можно назвать функцией нескольких переменных, при помощи которых входные сигналы преобразуются в выходной сигнал. Вид функции нейронов каждого слоя определяется индивидуально от постановки требуемой задачи.
Рис. 1. Искусственный нейрон
К основным преимуществам нейросетей можно отнести высокую надежность, параллельность вычислений, адаптивность, помехоустойчивость, толерантность к ошибкам, способность к обучению, решение задачи различной специфики и трудоемких задач оптимизации.
В качестве входных параметров для нейросети при ее использовании для технологических расчетов могут быть: информация с чертежа детали (конструкторские размеры и точность их выполнения), тип технологического оборудования для производства изделия, вид исходной заготовки. Выходным параметром будет раз-
24 № 1 (38) 2008
Входы Синапсы
Ячейка нейрона
Аксон Выход
Б =СЕХГ\Л/, V = Р(Б) 1-1
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Cfa
мерная структура технологического процесса (рис.2).
Технологу необходимо обучить нейросеть на примерах сработанных технологий типовых деталей и использовать ее в дальнейшем для синтеза размерных структур деталей данного типа.
Такой подход может быть реализован на многих современных CAD и САМ системах. Более того, данный метод может стать основой диалоговой графической САРР проектирования маршрутной технологии.
Та<им образом, применение нейронных сетей позволяет создать оптимальную размерную структуру технологического процесса. Параллельность вычислений нейросети обеспечивает высокую скорость разработки структур, значительно сокращает время технологической подготовки производства и позволяет дать гарантированное заключение о целесообразности технологического процесса с точки зрения достижения требуемой точности размеров детали.
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ТРЕЩННОСТОЙКОСТИ1
А. Г. ТЮРИН, канд. техн. наук, Н.В. ПЛОТНИКОВА, канд. техн. наук, В.Г. БУРОВ, профессор, канд. техн. наук, C.B. ВЕСЕЛОВ, аспирант, Е.Д. ГОЛОВИН, магистрант, НГТУ, г. Новосибирск
Развитие машиностроения основывается на создании новых материалов с высокой конструктивной прочностью, в том числе материалов с упрочняющими покрытиями. Защитные покрытия, обеспечивающие новые свойства, позволяют повышать эксплуатационную стойкость деталей машин и элементов конструкций. Особое место среди материалов, применяемых для нанесения покрытий, занимают твердые сплавы - композиционные материалы, имеющие в качестве упрочняющей фазы сверхтвердые тугоплавкие частицы. Исполэзование вольфрамокобальтовых твердых сплавов для изготовления режущих и деформирующих элементов обрабатывающего инструмента позволило повысить производительность металлообработки о дссятки раз. Механические и эксплуатационные свойства вольфрамокобальтовых покрытий в значительной степени зависят от их строения. При формировании покрытия важную роль играет соотношение между кобальтом, вольфрамом и углеродом (связанным и свободным). Недостаток углерода в спекаемой композиции приводит к образованию сложных карбидов, резко снижающих механические характеристики и эксплуатационные свойства. Избыток углерода приводит к выделению свободного графита, снижающего твердость материала и являющегося источником зарождения трещин.
Цель работы: исследование возможности формирования бездефектного переходного слоя (в структуре которого отсутствуют сложные карбиды и свободный углерод) между покрытием и среднеуглеродистой сталью методом предварительного борирования основного металла; исследование влияния режимов предваритель-
' Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 07-08-00621-а.
ного борирования основного металла на показатели циклической трешиностойкости образцов с покрытиями.
В качестве объекта исследования была выбрана сред-неуглеродистая конструкционная сталь 45 в отожженном состоянии и после борирооания. В качестве материала покрытия использовали твердосплавную порошковую смесь карбида вольфрама и кобальта (ВК6) с содержанием кобальта 6 масс. %. По гранулометрическому составу порошок соответствовал классу М (частицы фракции 1...3 мкм). Борирование проводили в герметичных контейнерах при температурах 850, 900, 950, 1000 оС в течение 6 часов. За~ем на стальные образцы в виде пластин толщиной 2,5 мм наносился шликерный осадок из порошковой смеси BKG. Спекание осадка проводили в вакуумной печи СШВЭ-1,25 при температуре появления жидкой фазы. Скорость нагрева - от 1 до 4 °С/с, время выдержки при температуре жидкой фазы 30 с, скорость охлаждения - от 0,08 до 0,6'С/с, вакуум - 1.10-2 ... 5.10-4 Па.
Из полученных композиций изготавливались поперечные микрошлифы, на которых исследовали структуру и микротвердость поверхностного слоя (покрытия, переходной зоны и основного металла с измененной ифуктурой). Металлографические исследования проводились с использованием оптических микроскопов NU-2E и Zeiss AXIO Observer Alm. Определение фазового состава покрытия и переходного слоя осуществлялось на установках ДРОН-ЗМ и APOH-SEIFERT-RM4 (Я = 192 мм, СиКа-излучение, Ni-фильтр, счетчик сцинтилляционный, фокусировка Брэгга-Брентано).
Испытания по определению параметров усталостной трещиностойкости проводили на установке, реализую-
№ 1 (38)2008
