Введение к работе
Актуальность темы. Для завоевания рынков сбыта машиностроительной продукции требуется постоянное обновление ассортимента изделий. Известно, что наибольшую прибыль можно получить в начале срока поставок новых машин, т.е. при минимальном периоде подготовки производства, определяемом временем технологического оснащения серийного выпуска изделий, в частности сроками проектирования, изготовления и отладки штамповой оснастки для получения заготовок из листа. Такая оснастка окупается, если тираж заготовок одного наименования превышает 40-50 тысяч штук. В гибкоструктурном современном производстве месячная программа изготовления деталей из листа может измеряться единицами и десятками штук, где применение вырубных штампов экономически не оправдано. Попытки использовать вместо вырубки вырезку на механических или ручных ножницах, электроэрозионным методом, плазменной резкой оказались успешными для толстых (более 1 мм) материалов и при простой форме контура. Кроме того, в этих случаях приходится оставлять значительные (до 3-5 мм) припуски на последующую обработку периметра, когда трудоемкость таких операций соизмерима или превышает время разделения листовых материалов. Основная масса листовых заготовок в точном машиностроении имеет толщину до 1 мм, где преимущества локального анодного растворения наиболее значимы. Однако в настоящее время процесс размерного разделения металлических листовых заготовок освоен до толщины не более 0,2 мм при односторонней обработке по шаблонам. Увеличение толщины листа при его разделении резко снижает производительность процесса, точность контура и требует последующей обработки по периметру детали, что заметно ухудшает технологические и экономические показатели процесса. Нахождение путей повышения точности и снижения трудоемкости операции разделения листовых материалов без создания дорогостоящей штамповой оснастки отвечает требованиям всех отраслей точного машиностроения (авиационной, космической, приборостроения и другим), т.е. является актуальным для промышленности и способствует выпуску конкурентоспособной наукоемкой продукции, востребованной в мире.
ЮС. НАЦИОНАЛЬМАЯ| БИБЛИОТЕКА
Работа выполнялась по научным программам академии технологических наук РФ на 1995-2005 годы «Развитие новых высоких промышленных технологий» и в соответствии с основным научным направлением факультета автоматизации и роботизации машиностроения ВГТУ «Проблемы современной технологии машиностроения» (per. 019600.05763).
Целью работы является создание технологии, выбор режимов и снижение трудоемкости точного разделения листовых материалов на заготовки любого профиля с толщиной листа до 1,0 мм путем локального анодного растворения с использованием универсального инструмента.
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:
обоснование возможностей и точностной анализ процесса локального анодного растворения при разделении листовых материалов на мерные заготовки любого профиля с толщиной листа до 1,0 мм;
разработка способов и режимов локального растворения, обеспечивающих точность профиля, получаемого при штамповке, и качество среза, регламентированных эксплутационными требованиями;
исследование процесса локального анодного растворения материалов при различных вариантах нанесения постоянных шаблонов, как оперативных носителей информации требуемой формы заготовки;
разработка технологии, оснастки и модернизация оборудования для изготовления листовых деталей с малым тиражом выпуска;
разработка путей повышения точности изготовления и качества поверхностного среза деталей из листа во всем диапазоне применяемых толщин заготовок.
Методы исследований: при выполнении работы использовалась теория анодного растворения в нестационарном режиме, методы оптимизации, теория электромагнитных полей, классические закономерности электротехники, теоретические основы электрохимического формообразования и обеспечения требуемого качества поверхностного слоя.
Научная новизна работы включает: раскрытие механизма анодного растворения металлов при одностороннем и двухсторон-
нем наложении шаблонов; установление закономерностей управления границами съема по глубине зоны разделения токопроводящих материалов; численные методы расчета ожидаемой погрешности и качества среза при большой толщине листа из токопроводящих материалов.
Практическая значимость. Разработаны режимы и создана высокопроизводительная технология изготовления точных листовых заготовок толщиной до 1,0 мм с любой конфигурацией, универсальным инструментом, без использования штампового оборудования и оснастки.
Реализация и внедрение результатов работы:
Результаты работы внедрены на Воронежском механическом заводе, в ГКТП ТЭХО (г.Казань), ООО "Новые технологии" (г. Казань).
Апробация работы. Работа прошла обсуждение во время ежегодных научно-технических конференций: в ВГТУ, на Международных научных конференциях: "SLY-2004" (Croatia,2004), «Нетрадиционные методы обработки» (Воронеж 2002, 2003), "Современная электротехнология в машиностроении (Тула, 2002)".
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, получены авторское свидетельство на изобретение и положительное решение на патент, автор награжден Серебряной медалью ВДНХ.
Личный вклад автора включает: в [2-4] - показаны пути повышения точности при ЭХО за счет автоматизации процесса; в [5-9] -раскрыт механизм воздействия электрического поля на локальное растворение металла на границах шаблона; в [10] - обоснованы способы локальной концентрации поля по контуру разделяемой поверхности; в [11] - предложен способ повышения точности профиля заготовки путем управления процессом локального растворения сплава по высоте листа в месте разделения материала.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, изложенных на 124 страницах; содержит 40 рисунков, 9 таблиц, библиографический список из 108 наименований, приложение на 8 листах.
