Проектирование формообразующей оснастки с использованием интегрированных информационных систем

Исследования экспериментальных образцов, изготовленных из стали 5Х15М1Ф, показали, что упрочнение электронным лучом способствует увеличению твердости поверхности до 52...54 ЫЯС. Глубина упрочненного слоя при этом составляет 0,25...0,30 мм. Износостойкость обработанной поверхности увеличилась в 2 раза. Исследования микроструктуры подтверждают фазовые изменения, происходящие в упрочненном слое.

Предполагается, что увеличение интенсивности охлаждения зоны локального нагрева может способствовать уменьшению данного параметра и, следовательно, в этом случае не исключается возможность образования аморфной структуры в поверхностном слое.

На основании выполненных предварительных экспериментов можно отметить полученный положительный эффект и перспективность

данного метода для повышения износостойкости, ресурса и надежности деталей машин и других изделий. Влияние поверхностного упрочнения на повышение износостойкости режущего инструмента является предметом дальнейших исследований.

Библиографический список

1. Селиванов, С. Г. Закономерности технологического перевооружения авиационного производства / С. Г. Селиванов, Ю. Л. Пустовгаров и др. // Полет. 2006. № 12. С. 15-26.

2. Кравцов, В. И. Металлосберегающие высокоэффективные технологические процессы в машиностроении / В. И. Кравцов. Фрунзе, 1987.

3. Золотухин, И. В. Физические свойства аморфных металлических материалов / И. В. Золотухин. М. : Металлургия, 1986.

A. V. Chumakova, A. V. Dobrova, L. S. Machalin, N. A. Amelchenko, S. V. Mihailov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

INCREASING OF WEAR RESISTANCE OF MACHINE COMPONENTS SURFACE

On the tapis is a capacity of tool material surface hardening with the application of highly concentrated heating source. There was a performed research on the merit rating of hardened surface.

© Чумакова А. В., Доброва А. В., Мачалин Л. С., Амельченко Н. А., Михайлов С. В., 2009

УДК 621

Т. С. Шишкина, В. Г. Смелов, Н. Д. Проничев, О. С. Сурков

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Россия, Самара

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ОСНАСТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Рассматривается использование интегрированных САПР для создания сложной технологической оснастки при организации сквозного производства. Проводится анализ эффективности разработанной методики в реальном производстве и даны рекомендации для более эффективного применения.

В центре CAM-технологий была разработана методика создания литьевой формообразующей оснастки (см. рисунок).

Обоснованием выбора программного продукта стала необходимость обеспечения информационной интеграции специалистов, участвующих в проектно-конструкторских и технологических работах, а также наличие в системе модуля проектирования литьевой оснастки. Таким образом, для создания литьевого штампа по разработанной методике была выбрана программа Cimatron -CAD/CAM-система, построенная на концепции From Data to Steel («От данных до металла») и

наиболее приемлимая для всех специалистов, участвующих в данном процессе.

В качестве исходных данных был создан чертеж рабочей детали. Согласно методике, сначала была получена объемная модель детали в 3Б-мо-дуле.

Согласно п. 3 разработанной методики (см. рисунок) был создан проект литьевой формы: определены габаритные размеры, выбрана компоновочная деталь на две рабочие детали, расположенные по окружности, при этом были учтены характеристики литьевой машины, для которой разрабатывался штамп (размеры рабочей области, мощность подачи расплава).

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

Методика создания литьевой формообразующей оснастки

Согласно п. 5 разработанной методики, был выбран формопакет, при этом использовалась программа установки плит формопакета: назначен тип компоновки плит, заданы предельный параллелепипед активных деталей, толщины плит. Предельный параллелепипед активных деталей был выбран, исходя из габаритов ранее выбранной компоновочной детали. Программа установки плит формопакета автоматически выбирает из каталога все компоновочные детали штампа, соответствующих размеров. Если конструктора не устраивает выбор автоматического компоновщика, он может скорректировать его работу как до окончания формирования штампа, так и после. Так же затруднения возникают в том случае, когда в каталоге отсутствуют детали плит необходимых габаритов, тогда после завершения операции компоновки, конструктор может выбрать нестандартную деталь, самостоятельно задать размеры и сохранить эту деталь в каталоге. Создание библиотек материалов и деталей должно производиться на этапе подготовки рабочего места специалиста, чтобы обеспечить наибольшую автоматизацию.

Далее, согласно п. 8 разработанной методики, была спроектирована система охлаждения: в

формообразующей плите неподвижной стороны создан эскиз системы охлаждения, задан максимальный диаметр объектов охлаждения, величина смещения, из каталога деталей выбраны дополнительные детали охлаждения.

На данном этапе конструктор должен предусмотреть, каким инструментом и в какой последовательности будут обрабатываться каналы охлаждения.

Согласно пп. 10 и 11 разработанной методики, были созданы литниковая система и детали системы выталкивания. На этом этапе также были учтены характеристики литьевой машины: устройство автоматов впрыска расплава и разъема штампа.

После того как была получена ЭБ-модель штампа, следуя пп. 14-17 разработанной методики, было проведено компьютерное моделирование процессов литья для выявления конструкторских ошибок и совершенствования конструкции. После внесения исправлений из объемной модели штампа получены конструкторская документация и ЭБ-модели деталей штампа. На основании этих данных было проведено технологическое согласование, что позволило повысить технологичность конструкции. При этом важно заметить, что

программа Отайоп позволяет редактировать проект на любой стадии, что значительно облегчает этапы согласования и доводки.

С учетом всех внесенных изменений, согласно разработанной методике, был создан технологический процесс и разработаны управляющие программы обработки на станке с ЧПУ в САМ-модуле системы Отайоп. Управляющие программы были отработаны на станках с ЧПУ, в результате чего были получены детали. По результатам контроля размеров деталей были скоррек-

тированы данные, полученные на этапе конструкторского проектирования, и управляющие программы. Далее, с учетом всех внесенных изменений, произведена обработка на станках с ЧПУ и изготовлены детали штампа. При этом была обеспечена информационная интеграция специалистов, участвующих в проектно-конструкторских и технологических работах.

Использование данной методики позволяет сократить время создания литьевой формы с трех месяцев до одного.

T. S. Shishkina, V. G. Smelov, N. D. Pronichev, O. S. Surkov Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev, Russia, Samara

FORMING TOOL DESIGN WITH USING OF INTEGRATED INFORMATION SYSTEMS

The paper describes the use of integrated CAD system for creating complex of Technology for snap-through-manufacturing organizations. The analysis of the effectiveness of the developed procedure in the actual production is shown and recommendations for more effective application are given.

© Шишкина Т. С., Смелов В. Г., Проничев Н. Д., Сурков О. С., 2009

УДК 544

М. С. Эльберг, В. П. Жереб

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СТЕКОЛ В СИСТЕМЕ РЬО-ОеОз

Изучены условия и кинетика кристаллизации стекол в системе РЪ0-0в02 при нагревании и в изотермических условиях. Исследована термическая устойчивость и определена последовательность фазовых превращений трех германатных стекол, содержащих 30, 50 и 60 мол. % РЪ0, рассчитана энергия активации. Показано, что условия получения стекла влияют на процесс его кристаллизации. Процесс кристаллизации стекла в интервале температуры 450...650 °С можно рассматривать как перспективный способ получения керамических материалов в этой системе.

Кристаллизация стекол различных составов в системе РЬ0-0е02 изучалась многими исследователями. Однако в этих работах мало внимания уделялось кристаллизации метастабильных фаз и формированию промежуточных состояний, а также их связи с диаграммой метастабильного равновесия в этой системе [1].

В работе использованы дифференциально-термический (ДТА) и рентгенофазовый (РФА) анализы. Образцы стекол получены закалкой расплава, образованного плавлением диоксида германия и оксида свинца квалификации ос.ч. в платиновых тиглях. ДТА стекла с содержанием 70 мол. % оксида германия проводили при нагревании с последующим охлаждением со скоростями обоих процессов 2, 3,5; 5, 10, 15 град./мин для пластинок и капель отдельно. Для стекол другого

состава скорости нагревания и охлаждения были 3, 5, 10, 15 град./мин.

При нагревании стекла состава 70ве02-30РЬ0, сформированного в пластинки, наблюдаются два эндотермических эффекта при 745 и 850 °С, которые полностью согласуются с диаграммой стабильного равновесия Е. И. Сперанской и относятся к эвтектической реакции с участием РЬ0е409 и РЬ0е03 и перитектическому распаду РЬ0е409. Для пластинки стекла при скорости процесса 2 град./мин наблюдается 1 тепловой эффект при Т = 563 °С. Далее при увеличении скор ости процесса до 3,5 град./мин фиксируются 2 эффекта при Т = 562 °С и Т = 569 °С. При дальнейшем увеличении скорости процесса до 5 и 10 град./мин проявляются эффекты при Т = 565 и 583 °С, и Т = 576; 589; 603 °С соответственно.