Конструкторско-технологическое обеспечение производства пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений

Секция «Проектирование машин и робототехника»

Учитывая небольшие размеры детали и геометрию внутреннего канала, произвести контроль этих размеров традиционными средствами измерения нельзя. Подходящим средством измерения глубин ступеней является контрольно-измерительная машина, например, Video-Check, а для контроля труднодоступных внутренних поверхностей - видеомикроскоп, например WM1-300CNC.

Из вышесказанного следует, что наиболее эффективным методом для изготовления сложнопрофиль-ных элементов АФУ является метод электроэрозионной обработки. Для обеспечения размеров с точно-

стью по 6...7 квалитету, для выполнения острых углов во внутреннем канале, для выполнения шероховатости рабочих поверхностей Яа 0,63 необходимым условием является оптимальный выбор режимом электроэрозионной обработки.

Библиографическая ссылка

1. Должиков В. П. Разработка технологических процессов механообработки в мелкосерийной производстве. Томск : Изд-во ТПУ, 2003. 323 с.

© Ладыгина А. В., Некрасова Т. Л., 2013

УДК 658.512.22

А. В. Мальцева, В. С. Ереско Научные руководители - С. П. Ереско, Т. Т. Ереско Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕСС-ФОРМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАНЖЕТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ

Манжетные уплотнители применяются для обеспечения герметичности исполнительных агрегатов гидросистем. Применяемые в настоящее время методы производства контактных уплотнений с помощью литьевых пресс-форм основаны на выборе размеров из ГОСТ на уплотнения и пресс-формы. Однако размеры, приведенные в ГОСТ, зачастую не гарантируют заданного ресурса, так как не учитывают условий эксплуатации.

Приведена методика использования трехмерных параметрических моделей при производстве пресс-форм для создания уплотнителей гидросистем.

В настоящее время выпускается, множество различных гидроагрегатов нестандартной комплектации, так как множество гидромашин импортируется из различных стран, в которых есть отличия в конструкторской документации при производстве уплотнительных узлов.

В данной работе рассмотрены вопросы усовершенствования процесса проектирования пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений. Применяемые в настоящее время методы производства контактных уплотнений с помощью литьевых пресс-форм основаны на выборе размеров из ГОСТ на уплотнения и пресс-формы. Но так, как российский ГОСТ не в полном объёме предусматривает типоразмеры уплотнителей в импортных гидромашинах, существует необходимость в создании универсальной системы проектирования, чтобы обеспечивать импортные машины ЗИП и разработку новых уплотнителей с более высокими качественными характеристиками, для повышения КПД, уменьшения утечек рабочей жидкости через уплотнитель, а также использование композитных материалов, которые менее подвержены усталостному износу и старению [1].

В работе [2] была описана методика автоматизации технологического процесса, включающего процесс изготовления пресс-форм, подготовку трехмерной параметрической модели манжеты и шаблонов/заготовок пресс-формы.

Параметрическая модель включает несколько формальных переменных, которые посредством файла обмена позволяют присваивать им фактические

значения, полученные в результате предварительных вычислений. К таким параметрам относятся угол раскрытия «усов» манжеты, размеры уплотнительного гнезда и высота сечения манжеты. Остальные параметры нужны для создания пресс-формы манжеты.

В работе [1] была создана параметрическая модель пресс-формы. Чтобы использовать данную модель в производстве согласно ISO 9001:2008 «Системы менеджмента качества. Требования», необходимо использовать открытый формат передачи данных, одним из таких форматов является формат *.STL, он способен передавать информацию о материале изготавливаемого продукта, степени точности и пригоден для использования в станках с ЧПУ.

Трехмерные модели должны быть оформлены правильным образом, для использования в станках с ЧПУ при использовании формата *.STL. В дальнейшей работе будет разработана методика подготовки параметрических трехмерных моделей для использования в станках с ЧПУ.

Формат STL (Standard Tessellation Language) широко используется для быстрого прототипирования и станками с ЧПУ. Этот формат может быть представлен в виде ASCII или в двоичном виде, что более предпочтительно, так как двоичный формат более компактен. Формат дает представление трехмерного объекта только посредством геометрии его поверхностей, без ссылок на его текстуру, цвет, материал или других обычных атрибутов трехмерной модели разработанной в CAD системе.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Так как 8ТЬ-формат передает не полную информацию о трехмерной модели, возникают ошибки, связанные с импортом-экспортом таких файлов. Во-первых 8ТЬ-файл - это всегда аппроксимация исходной трехмерной модели, так как он имеет полигонально-сеточную структуру, т. е. поверхности состоят из небольших по размеру треугольников (фасетов). При экспорте трехмерной модели векторно-заданные, например, линейные размеры аппроксимируются до любого целого числа фасетов, что влечет за собой появление такого параметра как допуск линейного размера. Также вместе с этим появляются допуски формы.

Рис. 1. Внешний вид трехмерной модели пуансона пресс-формы манжеты

Рис. 2. Внешний вид импортированного STL-формата в грубом разрешении

Рис. ЗВнешний вид импортированного STL-формата в точном разрешении

Как видно из рис. 2, формообразующая грань на пуансоне частично потеряна (30 %) вследствие слишком большого размера треугольника. Следовательно, разрешение (количество фасетов) необходимо увеличить. Уменьшаем допуск линейного размера до 0,12 мм,

а угол до 10 град. Результат операции импорта-экспорта показан на рис, 3.

В нашем случае возьмем трехмерную модель пуансона пресс-формы манжеты, она показа на рис. 1.

Экспортируем и импортируем эту деталь через формат STL при допуске линейного размера (катета фасета) 0,32 мм и допуске формы (минимальный угол в фасете) 30 град., результат операции импорта-экспорта показан на рис. 2.

Количество фасетов возросло (7858 шт) вместе с тем увеличилась и точность репрезентации трехмерной модели в бинарном файле.

Следовательно типичная ошибка (потеря мелких граней детали) решается путем увеличения разрешения экспорта детали в формат STL, остальные ошибки STL-файла типа неправильного направления нормалей в фасетах или же неверная стыковка фасетов не приводят к браку деталей, но затрудняют само формообразование детали, в случае с фрезеровочным с танком под управлением ЧПУ. Поэтому перед обработкой заготовки требуется настройка самого станка, так как образование фасетов на скруглениях зависит от выбора инструмента обработки и при фрезерном удалении материала углы и шероховатости будут убраны допуском самого инструмента, например если допуск инструмента (резца) 0.1 мм, а допуск линейного размера фасета 0,12 мм, погрешность обработки при фрезеровании составит от 0,02 до 0,08 мм, что удовлетворяет условиям обработки деталей пресс-форм для манжетных уплотнений (0,1 мм), а если же обрабатывать деталь другим методом, типа радиальной пилы то количество технологических операций увеличивается в разы и допуск увеличивается также примерно в 2-3 раза.

Следовательно, при подготовке трехмерной модели к экспорту в формат STL необходимо избегать образования мелких граней менее 0,3 мм, чтобы не потерять их в процессе преобразования трехмерной модели в файл обмена и предварительно выбирать инструмент для фрезерной обработки станком с ЧПУ.

Библиографические ссылки

1. Ереско С. П. Система управления надежностью уплотнений подвижных соединений гидроагрегатов строительных машин : дис. ... докт. техн. наук 05.02.02, защищена 31.10.2003, утв. 12.03.2004. Красноярск : НИИ СУВПТ, 2003. 425 с.

2. Ереско В. С., Ереско С. П., Антамошкин А. Н., Ереско Т. Т. Совершенствование процесса проектирования пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений //материалы XVI Междунар. науч. конф., посвящ. пямяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (7-9 ноябр. 2012, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. Ч. 1. С. 238-240.

© Мальцева А. В., Ереско В. С., 2013