Наука в образовании: Электронное научное издание

• Методические основы расчета стоимости имущества предприятий в целях стратегического управления

  Управленческие решения по инвестициям, производству и финансам определяют денежный поток, структуру издержек и капитала, уровень риска (ставку дисконтирования). Стоимость акционерного (собственного) капитала как функция этих факторов в свою очередь определяет реинвестируемую прибыль, т.е. формирует условия стратегического развития. Стоимость растет, если инвестиции в компанию обеспечивают прибыль на вложенный капитал большую, чем средняя рентабельность инвестиций с тем же уровнем риска, т.е. экономическая прибыль положительна.
  



• Нечеткая геометрия как модель и средство развития визуального мышления

  Статья посвящена проблеме создания эффективного метода развития и контроля пространственного фактора интеллекта. Предлагается применение этого метода к современным автоматизированным интеллектуальным систе-мам обучения. Для решения этой проблемы предложена формальная модель визуально-го мышления, описанная доступными математическими средствами. Стави-лась задача найти соответствие между геометрическими образами как объек-тами некоторого реального пространства и мыслимыми геометрическими об-разами пространства образного мышления. Объекты реального пространства отнесены к трем классам объектов – объекты-фигуры, объекты-условия (ин-цидентности, аффинные, метрические, дифференциальные и др.), объекты-преобразования и объекты-алгоритмы. Сделан вывод о возможности использования нечетких геометрических образов в качестве формальной модели мысленных образов и процесса визу-ального мышления. Для реализации этой возможности предложены: -определение нечеткой фигуры, нечеткого условия, нечеткого преобра-зования и нечеткого алгоритма; -определение сложности визуального решения задачи; -иерархия задач по сложности; -алгоритм генерации нечетких образов для каждой задачи; -возможность адаптации алгоритма к различным уровням визуального мышления.
  



• Математическое моделирование теплового поля многослойного неоднородного шара при нестационарном режиме

  Цель работы состоит в сравнении и оценке адекватности построенной математической модели и аналитического решения задачи распространения тепла в однородном шаре при нестационарном режиме. Открывается перспектива математического моделирования методом конечных элементов нестационарных процессов теплообмена в семенах растений при их обработке токами высокой и сверхвысокой частоты.
  



• Проблемы хранения и обработки медицинских данных в региональной телемедицинской информационнй системе ХМАО

  Аннотация Рассматривается проблема хранения и обработки данных в региональной телемедицинской информационной системе. Делается вывод о том, что медицинские данные следует рассматривать как полуструктурированные. Для их хранения и обработки предлагается использовать XML-контейнеры. Показаны основные преимущества применения полуструктурированного подхода с использованием XML-контейнеров для хранения различных медицинских параметров.
  



• Преобразование заполненных таблиц к третьей нормальной форме

  В статье приведен пример отношения, не удовлетворяющего 3-й нормальной форме. Предложен неформальный, а затем формальный алгоритмы выявления функциональной зависимости. Предложен неформальный алгоритм исключения функциональной зависимости. На примере продемонстрирована последовательность манипуляций с отношением для его приведения к 3-й нормальной форме. Предложен формальный алгоритм исключения функциональной зависимости. Рассмотрены особенности использования существующих инструментальных средств проектирования баз данных для приведения отношений небольшой размерности к 3-й нормальной форме.
  



• Компенсация неучтенных геометрических искажений объекта в задаче сопоставления изображений

  Рассматривается вопрос компенсации искажений изображения в задачах поиска и распознавания объектов. Приводится анализ причин возникновения геометрических искажений, исследуется механизм их влияния на процессы сопоставления изображений, предлагается метод компенсации этого влияния и исследуется его эффективность. Затрагиваемая проблематика характерна для широкого круга задач, и статья может вызвать интерес как у специалистов в области анализа изображений, так и у широкого круга читателей инженерных специальностей.
  



• Системный синтез интеллектуальных систем управления космических аппаратов и комплексов

  В статье вводится понятие системного синтеза интеллектуальных систем управления. Обосновывается применение термина системный синтез с философской и научно-технической точек зрения. Показано, что в основе системного синтеза лежит семиотика и сенергетика. Рассматриваются проблемы синтеза систем управления космических аппаратов и комплексов.
  



• Приведение заполненных реляционных таблиц к четвертой нормальной форме

  В статье приведен пример отношения с данными, не удовлетворяющего 4-й нормальной форме. На примере продемонстрирована последовательность манипуляций с отношением для его приведения к 4-й нормальной форме. Предложен алгоритм приведения заполненной реляционной таблицы к 4-й нормальной форме. Рассмотрены особенности использования существующих инструментальных средств проектирования баз данных для приведения отношений небольшой размерности к 4-й нормальной форме.
  

Студенческая весна 2007

• Методика кинематического анализа кулачкового механизма, гибочного пресс-автомата

  В данном докладе дано описание методики анализа кулачкового механизма, гибочного пресс автомата, а так же анализ работы кулачкового механизма на основе предложенной методики. В этой работе были рассмотрены такие вопросы, как: -Принципиальная схема работы пресс-автомата -Технология штамповки -Методика определения размеров кулака, и других механизмов пресса -Восстановление предполагаемой формы кулака -Сделан анализ о предполагаемом износе кулака
  

• Перспективы использования программного комплекса “LabView ” совместно с системой сбора данных “Spider8” для мониторинга и автоматизированного управления КШО

  В работе представлены: 1) характеристики используемых датчиков, их преимущества, особенности монтажа. 2) описание системы сбора данных “Spider8”. 3) перспективы совместной работы комплекса, состоящего из системы сбора данных “Spider8” и программного обеспечения “LabView”, позволяющего выполнять высокоточный сбор данных и осуществлять управление прессовым оборудованием. 4) пример сбора и анализа данных посредством данного комплекса. 5) пример управления КШО через параллельный порт компьютера в среде “LabView”.
  

• ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В ПРОЦЕССАХ УТИЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ

  В работе представлены обобщающие материалы использования интегрированных технологических систем (ИТС) в процессах утилизации техногенных отходов черной металлургии. Приведены основные технологические схемы утилизации техногенных отходов черной металлургии и машиностроения. Список литературы: 1. Кокорин В.Н. К стадийности прессования двухкомпонентных смесей с различным агрегатным состоянием / В.Н. Кокорин, М.В. Кокорин // Вестник УлГТУ.– 2002. – №1. – С. 38 – 41. 2. Радомысельский И.Д. Некоторые особенности уплотнения порошков на разных стадиях прессования. / И.Д. Радомысельский, Н.И. Щербань // Порошковая металлургия. – 1980. – №11. – С. 12 – 19.
  

• УСТРАНЕНИЕ БРАКА НЕЗАПОЛНЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ ГОШ

  В данной статье рассмотрена возможность устранения брака по незаполнению ручья штампа в условиях кузнечного производства на примере деталей автомобиля КАМАЗ. Для устранения брака по незаполнению рекомендуется использовать методы применяемые при восстановлении изношенных деталей пластическим деформированием, которые в свою очередь заключаются в подборе формы инструмента с помощью автоматизированной системы созданной на кафедре МиТОМД (ИНЭКА).
  

• Подготовка технологии горячей объёмной штамповки фланца в QForm

  В работе представлено моделирование процесса горячей объёмной штамповки детали типа фланец в программе QForm. Деталь выпускается на ОАО Метровагонмаш. Выполнен последовательный анализ технологии для контроля геометрии поковки и заполнения гравюры штампа, оценки усилия деформирования и работы деформирования, контроля макроструктуры и выявления дефектов типа складки и прострела, расчёта штампа и оценки напряжений и износа, анализа полей температур и напряжений, степени и скорости деформации. На основе моделирования выявлена возможность оптимизации технологического процесса за счет уменьшения объема заготовки
  

• Моделирование процесса штамповки коленчатого вала методом сдвига в программном комплексе QForm3D

  Целью работы является разработка техпроцесса штамповки поковок коленчатых валов с направленным расположением волокон макроструктуры, исключающим выход волокон на рабочую поверхность шейки вала. В работе проведен анализ технологического процесса горячей объёмной штамповки поковки типа «коленчатый вал» с использованием моделирования в программе QForm 3D. Моделирование показывает возможность получения шатунной шейки коленчатого вала методом сдвига. Технологический процесс штамповки включает 3 перехода: заготовительный, предварительная штамповка, окончательная штамповка. Проведен анализ штамповки на первом переходе – заготовительном, на котором происходит формирование волокнистого строения макроструктуры поковки, которое влияет на механические характеристики поковки и износостойкость коленчатого вала. Сопоставление с физическим экспериментом, проведенном в модели штампа, показало адекватность моделирования. В результате моделирования показана возможность получения поковки методом сдвига, проанализирована макроструктура поковки, энергетические и силовые составляющие процесса.
  

• Разработка технологии производства поковок шатуна с несимметричной головкой с применением вальцовки в программе QForm 3D

  1.В производстве применяются различные методы по моделированию процессов ОМД и объёмной штамповки в частности. Одним из них является моделирование в среде QFORM. Для того, чтобы не проводить опыты непосредственно на металлических образцах и др. металлах, и применяется программа QFORM. Программа предсказывает возникновение дефектов течения металла, определяет распределение температуры, оценивает нагрузку и расход энергии на деформацию. 2.Характеристика детали и возможные варианты технологии. Деталь типа шатун имеет массу ≈ 4 кг из стали 40Х. Штампуется на винтовом прессе. Базовая технология получения шатуна включает заготовительной вальцовки ( 3 перехода), гибку и штамповку в предварительном и окончательном штампах. Главным недостатком базовой технологии является неоптимальная макроструктура поковки, приводящая к появлению трещин в детали уже в процессе эксплуатации. В качестве решения проблемы предлагается вариант штамповки удлиненной поковки с расположением головок «навстречу» и последующим разделением на две штуки. 3.Штамповка производится в два перехода с предварительной вальцовкой в 3 перехода. Вначале производится вальцовка, а затем штамповка в предварительном и окончательном ручьях. В данном случае вальцовка служит заготовительной операцией, перераспределяющей металл по длине заготовки для последующей штамповки на другом оборудовании.
  

• Разработка технологических процессов листовой штамповки деталей типа кольцо

  В работе рассмотрены технологические процессы изготовления детали типа «кольцо» из стали 08кп толщиной 2мм. Заданная номенклатура включает в себя 29 типоразмеров деталей диаметров от 230мм до 62мм. В связи с большим разбросом размеров деталей не представляется возможным изготовлять их по единому технологическому процессу. В работе предложено несколько вариантов технологий, совокупность которых обеспечивает изготовление всей номенклатуры. Исследованы варианты вырубки-отбортовки, последовательных вытяжек и вытяжки-формовки. Помимо аналитических расчетов проведен анализ технологических процессов на основе моделирования в программном комплексе AutoForm, определены границы применимости каждого из вариантов технологии. Проведено сопоставление данных, полученных при моделировании и аналитическом расчете.
  

• Повышение плоскостности холоднокатаных полос применением эффективных способов регулирования поперечного профиля

  Современная концепция управления качеством тонколистового проката предусматривает сочетание разнообразных способов и каналов воздействия на показатели качества продукции. При создании целевой программы повышения конкурентоспособности холоднокатаного листа было принято решение о строительстве нового стана холодной прокатки. Рассмотрев предложения машиностроительных фирм России, Европы и Японии, ОАО «ММК» остановилось на предложении фирмы "SMS-Demag AG". В июле 2002 г. началось освоение созданного по контракту двухклетевого реверсивного стана «1700» холодной прокатки. Этот уникальный стан рассчитан на прокатку полос размерами мм в рулонах массой до 35 т с внутренним диаметром 610 мм. Максимальная скорость прокатки равна 22,5 м/с. В состав основного оборудования входят: разматыватель с устройством задачи переднего конца подката в клеть, две 4-х валковые клети с рабочими валками, имеющими CVC-профилировку и систему осевой сдвижки, две реверсивные моталки, системы автоматического регулирования толщины САРТ, профиля САРП, измерения и регулирования натяжения и плоскостности. Большая часть продукции стана идет на АНГЦ. Кроме того, на новом стане в совокупности используют такие способы регулирования плоскостности как многозонное охлаждение валков, перекос валков, противоизгиб рабочих валков, осевая сдвижка рабочих валков. Кафедре ОМД МГТУ им. Г.И. Носова ведет разработку эффективных режимов регулирования профиля, а так же их совершенствованием. Мероприятия по улучшению режимов основываются на практических данных и математическом моделировании процессов ОМД. В настоящее время на новом двухклетевом стане регулирование плоскостности осуществляется в следящем режиме, т.е. соответствующие системы начинают действовать при обнаружении дефектов, что приводит к появлению зон пониженного качества. Это может быть устранено упреждающими воздействиями по возмущениям. Тогда коррекция требуемых усилий противоизгиба и осевого смещения рабочих валков производится заблаговременно Анализ предложенных принципов регулирования профиля показал, что при реализации упреждающих воздействий количество дефектов плоскостности сокращается вдвое. Список используемой литературы. 1.Повышение качества холоднокатаных полос на 2–х клетевом реверсивном стане / Буданов А.П., Медведев Г.А., Антипенко А.И.// Совершенствование технологии в ОАО «ММК» : Сб. науч. тр. Центральной Лаборатории ОАО "ММК". – вып.8. – Магнитогорск, 2004. – с. 90 – 101. 2.Установка и освоение двухклетевого реверсивного стана в ОАО «ММК» // Совершенствование технологии в ОАО «ММК» : Сб. науч. тр. Центральной Лаборатории ОАО "ММК". – вып.7. – Магнитогорск, 2003. – с. 114 – 120. 3. Оптимизация технологии производства холоднокатаного металла в ЛПЦ – 5 / Буданов А.П., Антипенко А.И.// Совершенствование технологии в ОАО «ММК» : Сб. науч. тр. Центральной Лаборатории ОАО "ММК". – вып.8. – Магнитогорск, 2004. – с. 83 – 90.
  

• Штамповка эксцентриковых валов

  Доклад на тему «Штамповка эксцентриковых валов» посвящен вопросам проблемы перевода штамповки на молотах эксцентриковых валов на технологию штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе. Представлен разработанный технологический процесс штамповки на КГШП на примере эксцентрикового вала с максимальным размером по длине 317.5мм и максимальным диаметральным размером 61мм. В представленной технологии разработаны: чертеж холодной поковки, чертеж горячей поковки, чертеж горячей поковки до процесса выкрутки, чертеж вальцованной заготовки. Кроме этого, построены эпюры сечении и эпюры диаметров. С помощью программного пакета Q-Form-3D было выполнено поэтапное моделирование процесса штамповки. Промоделированы процессы предварительной и окончательной штамповки. Приведен анализ полученных моделей. Литература: 1.Семенов Е. И. “Ковка и штамповка”. Справочник. М. “Машиностроение”. 1985 г. Т.1, Т.2. 2.Анурьев В. И. “Справочник конструктора-машиностроителя”. М. “Машиностроение”. 1980 г. 3.Бабенко С. А., Бойцов В. В., Волик Ю. П. “Объемная штамповка: Атлас схем и типовых конструкций штампов”. М. “Машиностроение”. 1982 г.
  

• ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕНИЯ ПРИ ДЕФОРМИРОВАНИИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА ВИНТОВОМ ПРЕССЕ

  В работе представлены результаты исследования контактного трения при деформировании алюминиевых сплавов АК4-1 и АМг6 в условиях соответствующих их горячей объемной штамповке на винтовых прессах. Диапазон исследованных температур – 200-470°С. В качестве смазки использовали смазки на масляной основе различной композиции. В ходе проведения работы оценивали величину фактора трения, которая позволяет количественно и качественно оценить эффективность применения технологической смазки. Для определения численного значения фактора трения был применен экспериментально-аналитический метод осадки кольцевого образца в сочетании с компьютерным моделированием процесса осадки кольцевого образца в системе QFORM. В результате проведенных исследований определена зависимость фактора трения от температуры для смазок на масляной основе различной композиции. Полученные данные могут быть использованы при подготовке и задании исходных данных для проведения численного моделирования операций штамповки алюминиевых сплавов типа АК4-1 либо АМг6 при повышенных температурах на винтовых прессах.
  

• Технологии получения слоистых материалов с композиционным триботехническим слоем

  Разработаны технологии получения слоистых материалов с триботехническим слоем из композиционного материала на основе алюминиевого сплава дисперсно-упрочненного частицами керамики, методами прокатки и электроплазменного напыления. Проведены серии экспериментальных работ, в результате которых получены слоистые образцы с заданными триботехническими свойствами и обладающие рядом преимуществ по сравнению с монолитными материалами в идентичных условиях испытаний.
  

• Опыт использования программы QForm в учебном процессе кафедры «МиТОМД» ДГТУ

  Рассмотрены современное состояние использования CAD/CAM/CAE-систем в раз-работке технологических процессов, конструировании оснастки и расчетах и проектиро-вании кузнечно-прессового оборудования и требования государственного образовательно-го стандарта высшего профессионального образования к знаниям и умениям выпускников вузов машиностроительных специальностей. Показано, что выполнение требований госу-дарственного стандарта в части изучения и умения использования CAM-систем студен-тами специальности 150201 связано с определенными трудностями. Приведены результаты использования конечно-элементной программы QForm в учебном процессе кафедры и студенческой научно-исследовательской работе в расчетах технологических процессов холодного выдавливания, горячей штамповки, прессования, обжима, раздачи, отмечены возникающие при этом проблемы. Показана полезность использования программы QForm в курсовом проектирова-нии по дисциплине «Технология ковки и объемной штамповки» - моделирование рассчи-танного технологического процесса на спроектированной оснастке, целесообразность ис-пользования её при изучении разделов дисциплины «Моделирование технологических процессов обработки металлов давлением» и при выполнении исследовательских ди-пломных проектов и дипломных проектов по горячей штамповке и кузнечно-прессовому оборудованию. Отмечены положительные результаты привлечения программы к выпол-нению магистерских диссертаций по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»и программе «Процессы и машины об-работки давлением». Наряду с этим обращено внимание на недостаточность программно-го обеспечения для моделирования процессов холодной листовой штамповки и кузнечно-прессового оборудования.
  

• ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ВЫДАВЛИВАНИЕМ НА ПРИМЕРЕ НЕКОМПАКТНОГО МАТЕРИАЛА

  На кафедре “МиТОМД” разработан перспективный способ обработки металлов интенсивной пластической деформацией (ИПД) выдавливанием для получения наност-руктур и устройство для его осуществления [1]. В качестве исходного материала для натурного эксперимента использовалась свинцовая дробь d=3,7 мм по ГОСТ 7837-76, не очищенная от смазки, что позволило после проведения прессования определить относительную деформацию дробинок. По-лученный после деформирования образец представляет собой массив ориентированных тонких пластинок (рис. 1). а б Рис. 1. Образец полученный ИПД выдавливанием: а – образец в разрезе, б – деформированная дробинка Таблица 1 Полученные степени деформации дроби Область образцаОтносительное удлинение εl, %Относительное сужение (уширение) εb, %Относительное обжатие, εh, % периферия 710894 центр81273εh = εb Вывод: 1. Технология ИПД выдавливанием позволяет после восьми циклов прессования получить однородный консолидированный образец. 2. Новый способ перспективен для осуществления ИПД в крупногабаритных заго-товках, в том числе из интерметаллидов и других малопластичных материалах. ЛИТЕРАТУРА 1. Патент №2189883 РФ, МКИ 7 В 21 J 5/00, 13/02, C 21 D 7/02. Способ пластиче-ского структурообразования металлов при интенсивной пластической деформации и устройство для его осуществления.
  

• Постановка лабораторных работ по моделированию горячей штамповки поковок с применением программы QForm.

  В докладе представлен обзор методического пособия по выполнению лабораторных работ по курсу «технология ковки и объемной горячей штамповки» предназначенного для студентов, обучающихся по специальности «машины и технология обработки материалов давлением» (15.02.01). Лабораторные работы проводятся с целью закрепления и углубления теоретических знаний, а также для обучения использованию программного комплекса QForm2D для автоматизированного анализа, расчета и проектирования процессов горячей объемной штамповки. В методическом пособии затронуты следующие темы: формоизменение поковок при объемной штамповке по типам штампов; особенности открытой объемной штамповки и типы облойных канавок; стадии течения металла при открытой штамповке; специфика штамповки на молотах и классификация штампованных на молотах поковок; дефекты штамповки и способы борьбы с ними. Помимо закрепления основ технологии штамповки, во время лабораторного практикума студенты учатся работать с программным комплексом QForm2D, шаг за шагом осваивая ее функции и возможности. Работая с программой компьютерного моделирования, студенты могут визуально наблюдать действие закономерностей и принципов обработки металлов давлением. Самостоятельно меняя те или иные характеристики во время лабораторных работ в компьютерном классе, студент сможет собственными глазами наблюдать на экране компьютера все изменения технологических операций и получать отчеты в виде графиков. Список литературы: 1.Л. Н. Ильин, А. С. Подольский, Б. М. Позднеев. Ковочно-штамповочное производство. Лабораторный практикум. - М.: Машиностроение, 1987, 160 с. 2.Я. М. Охрименко. Технология кузнечно-штамповочного производства. - М.: Машиностроение, 1975. 3.Е. И. Семенов Ковка и штамповка. Справочник в четырех томах. – М.: Машиностроение, 1986. Т. 2. Горячая объемная штамповка. – М.: Машиностроение, 1986, 592 с., с ил. 4.В.Н.Субич, Н. А. Шестаков, В.А. Демин, Н. В. Биба, С. А. Стебунов, Л. Г. Лобастов. Расчет и проектирование технологических процессов объемной штамповки на прессах». – М.: МГИУ, 2003. – 180 с. Ил. 157, табл. 30, библиогр. Список 12 наим. 5.Г. Я. Гунн, Н. В. Биба, А. И. Лишний, О. Б. Садыхов, С. А. Стебунов. Система ФОРМ-2Д и моделирование технологии горячей объемной штамповки. Кузнечно-штамповочное производство. – 1994. - №7.-С9-11. 6.QForm. Руководство пользователя, версия 2.1 – Москва 2001.
  

• ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА

  В работе рассматриваются проблемы связанные с недостаточно эффективным охлаждением горячекатаного проката. Авторами предлагается разработка и внедрение новых конструктивных решений, позволяющих равномерно подавать охладитель на поверхность горячекатаного проката.
  

• ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ФОРМООБРАЗОВАНИЯ РЕЗЬБЫ МЕТОДОМ ШТАМПОВКИ

  В настоящее время резьба на деталях изготовляется преимущественно обработкой резанием. Однако известно, что резьба, изготовленная методом пластической деформации имеет ряд преимуществ перед обработкой резанием по показателям износостойкости и прочности. Резание наиболее распространенный способ. Среди методов изготовления резьбы пластическим деформированием самый известный способ накатка. Однако имеются ограничения в применении этого способа для деталей с малой относительной толщиной стенки, т.к. существует опасность потери устойчивости стенки и правильности геометрической формы под действием высокого деформирующего усилия со стороны роликов накатной головки. В этой связи была поставлена задача исследовать возможность изготовления резьбы методом штамповки. Задача решалась применительно к переводникам насосно-компрессорных труб, имеющих внутреннюю и внешнюю резьбу. В работе подробно описан процесс штамповки как внешней, так и внутренней резьбы. Рассматрено математическое моделирование в программе QForm, приведены стадии последовательного формообразования резьбы, показаны линии течения металла. Так же рассмотрены конструкции оснастки для штамповки резьбы и технологическое оборудование, применяемое в ходе эксперимента. Описаны средства измерения параметров процесса. Произведена оценка влияния на параметры резьбы различных варьируемых параметров, таких как угол конусности пуансона, форма пуансона, наличие или отсутствие торцевого подпора, внутренний диаметр и высота заготовки, конструкция матрицы, а так же влияние объема стенки заготовки. Выполнен анализ результатов моделирования и экспериментальных данных. Проведенные эксперименты и проведенное моделирование показали возможность формирования наружной и внутренней резьбы полного профиля с требуемыми параметрами. 1.Рене И.П. Анализ процесса вытяжки цилиндрических полых тел с утонением стенки. – «Труды Тульского механического института». – М.:1951.-Вып.5. – С.111-151. 2.Миропольский Ю.А. Луговой Э.Л. Накатывание резьб и профилей.- М.: Машиностроение, 1976.-173 с.
  

• Разработка ресурсосберегающей технологии изготовления фланцевых переходов

  На кафедре «Системы пластического деформирования» ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» проводятся работы по созданию эффективных технологий штамповки поковок, используемых в изделиях арматуростроения. Актуален вопрос снижения себестоимости при сохранении должного качества продукции. Путем для решения такой проблемы является снижение расхода материала при производстве самых используемых деталей в изделиях арматуростроения – деталей типа фланца. В работе представлена разработка технологического процесса штамповки представителя детали типа фланца – перехода на DN150. Существует ряд возможных способов изготовления данного изделия, среди них, методом открытой штамповки - раздачей фланца за несколько переходов с нагревом деформируемой части до t = 850C. Схема опробована на кафедре «Системы пластического деформирования» МГТУ «СТАНКИН». Однако и эта технология не оптимальна с точки зрения расхода металла. Для решения этой задачи нами предлагается технология штамповки (рис.1) с введением дополнительной операции «вытяжка с утонением», в результате которой уменьшается толщина стенок втулочной части поковки. исходная заготовка поковка после раздачи поковка после вытяжки с утонением втулочной части Рис.1. Применение новой технологии (взамен технологии без вытяжки с утонением) позволяет уменьшить массу поковки перехода с 13.6 кг до 9.8 кг. Таким образом, при стоимости углеродистой стали – 20 руб./кг, а нержавеющей – 200 руб./кг, экономия на материале составит – 76 и 760 руб. соответственно. Принимая во внимание, ввод операции «вытяжка с утонением», удорожающей технологический процесс на 50 руб. на единицу изделия, при односменной работе и программе 100 шт. в смену, годовой экономический эффект (за счет сокращения расхода металла) составит соответственно более 650 000 руб. и 17 750 000 руб., для. углеродистой и нержавеющей сталей. Литература 1. С.А. Шевчук, О.А. Шевчук, А.Э. Артес, В.В. Третьюхин. Штамповка деталей арматуры в мелкосерийном производстве // Арматуростроение. 2006. № 4. С.72-74. 2. Шофман Л.А. Основы расчета процессов штамповки прессования. М., 1961. 340 с. 3. А. Мазурин. Моделирование холодной и горячей объемной штамповки в Qform // САПР и Графика №9 2001. С.18-29.
  

• ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА

  На стане 2500 горячей прокатки ОАО «ММК», для повышения качества готовой продукции за счет более эффективного охлаждения прокатываемой полосы, а также увеличения стойкости основного и вспомогательного оборудования прокатного стана путем снижения запыленности межклетьевого пространства, предлагается следующее: в направляющих проводках клетей стана дополнительно установить устройство (коллектор) для подачи охладителя на поверхность полосы; в качестве охладителя применять водновоздушную смесь; для эффективного распыления водновоздушной смеси использовать форсунки. В настоящее время, в рамках совместной хоздоговорной работы, разрабатывается техническая и конструкторская документация по внедрению данных предложений в производство. Предложенные технические решения обладают патентноохранной способностью.
  

• Разработка процесса получения крупногабаритных стаканов методами комбинированного выдавливания

  Доклад посвящен вопросам получения крупногабаритных стаканов методами комбинированного выдавливания с целью получения минимальной разностенности. Разработаны схемы пластического деформирования и произведено моделирование в программном комплексе Q-Form-2D. Анализ представленных схем произвел выбор оптимальной. Приведена матрица плана эксперимента, спланирован эксперимент, изготовлены экспериментальные образцы из свинца. Эксперимент позволяет сравнить кинематику течения металла на этапах моделирования и натурного эксперимента. Произведено сопоставление результатов натурного эксперимента и результатов моделирования. Литература 1. Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов. “Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов”. М.”Машиностроение”.1980г. 2. А.Л.Воронцов. “Теория малоотходной штамповки”. М. “Машиностроение-1”. 2005г. 3. И.П.Реннне, Э.А.Иванова, Э.А.Бойко, Ю.М.Филигаров. “Неравномерность деформации при плоском пластическом течении”. Издательство Тульского политехнического института. Тула – 1971.
  

• Автоматизированная структура взаимодействий служб в технологическом процессе

  Разработана схема автоматизированного взаимодействия служб, участвующими в производстве. Внедрение комплекса позволяет увеличить эффективность работы служб во взаимодействии между собой, предупреждать аварии, повышать безотказность машин и оборудования, увеличивать их долговечность и ресурс, прогнозировать остаточный ресурс. Глубокая диагностика оборудования дает возможность своевременно подготовиться к ремонту и обслуживанию. Комплекс обеспечивает оперативность и достоверность передачи информации о технологическом процессе отделам. С применением комплекса пропадает необходимость в плановых осмотрах и ремонтах оборудования.
  

• Технология изготовления композиционных таблеток для получения литого композиционного материала

  Разработаны технологии получения композиционных таблеток на основе алюминиевого сплава и частиц керамики, методом прессования. Проведена серия экспериментов, в результате которых получены образцы литого композиционного материала дисперсно-упрочненного частицами керамики с заданными концентрациями армирующего элемента. Данная технология позволяет упростить технологический процесс получения композиционных материалов, повысить культуру труда за счет удобства в использовании таблеток и получении сплава с заданными характеристиками.
  

• Система контроля и настройки маркета пресса

  СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И НАСТРОЙКИ МАРКЕТА ПРЕССА Разработана система управления маркетом (Рис. 1.), которая обеспечивает контроль перемещения маркета, остановку его в верхнем и нижнем положениях. Это удалось добиться за счет применения датчика угловых перемещений являющимся источников входных сигналов, блока определения направления и контроля вращения и программным счетчиком СИ8, который программирует верхние и нижние конечники положения маркета, а также положение маркета в пространстве с точностью до 0,01 мм.
  

• Сравнительный анализ технологии штамповки поковок с изогнутой осью моделирования в программе QFORM 3D

  1.В производстве применяются различные методы по моделированию процессов ОМД и объёмной штамповки в частности .Одним из них является моделирование в среде QFORM. Для того, чтобы не проводить опыты непосредственно на металлических образцах и др. металлах, и применяется программа QFORM. Программа предсказывает возникновение дефектов течения металла, определяет распределение температуры, оценивает нагрузку и расход энергии на деформацию. 2.Характеристика детали и возможные варианты технологии. Деталь "Крюк" широко применяется в самых разных отраслях. С помощью крюка соединяются узлы разнообразных механизмов. В связи с формой и массой ~ 0,55 кг поковки, она штампуется на кривошипом горячештамповочном прессе. Для данной детали используется сталь марки Ст20-1ГП-М1-Б3Г ГОСТ 70-50-88, в. При объемной штамповке широко используют кривошипный горячештамповочный пресс Мы сравниваем штамповку одинарной поковки и спаренной поковки. Очевидно ,что при одиночной штамповке нужно меньшее усилие ,ввиду меньших размеров детали. Ещё одним преимуществом является то ,что штамповка происходит без перемычек, следовательно меньше расход металла. Преимуществом при штамповке спаренной поковки является меньшее кол-во переходов. 3.Штамповка спаренной поковки проходит в 3 прохода: сначала производят формовку, потом предварительную штамповку, затем окончательную. Одинарную деталь производят с помощью 2-х заготовительных операций (вальцовки -4 прохода и гибки-1 проход)и окончательной штамповкой: в начале производят вальцовку для оттяжки конца заготовки, затем делают гибку вытянутого конца и потом окончательно штампуют на прессе. Применение вальцовки целесообразно при изготовлении поковок удлинённой формы, применение вальцовки под последующую штамповку обеспечивает экономию металла на 5-20%,повышает производительность труда на 50-150%,снижает себестоимость поковок на 10-25%. В данном случае вальцовка служит заготовительной операцией, перераспределяющей металл по длине заготовки для последующей штамповки на другом оборудовании. При оттяжке концов заготовки межосевое расстояние валков постоянно, а профиль ручьёв и радиус каждого валка в ручье – переменные.
  

• МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕССОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ QForm

  Конечно-элементная программа QForm предназначена для моделирования процессов го-рячей штамповки, в том числе выдавливания изделий. Схемы напряженно-деформированного состояния заготовки при выдавливании и прессовании аналогичны [1, 2]. Но в отличие от выдавливания прессованию характерны более высокие степени деформации, иные формы и размеры изделий, большие размеры заготовок (отношение длины к диаметру) и большая длительность процесса. Поскольку возможность привлечения программы QForm к расчету процессов прессования представляет научный и практический интерес, на кафедре в течение ряда лет программа используется для моделирования прессования. В работе приведены результаты моделирования процессов горячего прессования прямым, обратным способами и прессования с активным действием сил трения с коэффициентами вытяжки 7…10. Установлено, что при правильном учете сил трения программа с большой достоверностью рассчитывает течение металла в контейнере при прессовании прутков, напряженно-деформированное состояние заготовки, теплообмен между прессуемой заготовкой, контейнером и пресс-шайбой, отражает реальное соотношение полных сил деформирования и их составляющих. Наряду с этим выявлен ряд проблем: нестабильность работы программы при максималь-ном трении между заготовкой и контейнером; невозможность моделирования процесса при степенях деформации более 95%; отсутствие пика усилий в начале процессов; несоответствие расчетной области максимального повышения температуры реальной в течение процессов; невозможность моделирования прессования труб на свободно-подвижной игле. В то же время программу целесообразно использовать в учебном процессе для анализа особенностей прессования, а также в разработке технологии процесса при небольших коэффи-циентах вытяжки. Литература 1.Филимонов Ю. Ф., Позняк Л. А. Штамповка прессованием. М.: Машиностроение, 1964.-188 с. 2.Перлин И. Л., Райтбарг Л. Х. Теория прессования металлов. М.: Металлургия, 1975.-448 с.
  

• Исследование напряжённо-деформированного состояния поковки при высадке

  Работа посвящена определению погрешности при моделировании процесса высадки с использованием продукта фирмы Quantor Soft – Qform2D. Исходными данными при моделировании являлись параметры процесса высадки головки болта, реализованного в лаборатории кафедры систем пластического деформирования МГТУ «СТАНКИН».
  

• Моделирование процесса деформации сляба с трещиной на боковой грани

  В работе выполнено моделирование методом конечных элементов процесса деформации сляба с трещиной на боковой грани. Выполнен анализ напряжённо-деформированного состояния области трещины. Исследовано влияние технологических факторов на форму и расположение трещины после прокатки. Предложены рекомендации, позволяющие снизить перетекание дефектов с боковых граней сляба на лицевые поверхности раската.
  

• МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАДКИ ПОЛОСЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЛОИСТЫХ МОДЕЛЕЙ

  В процессе выполнения работы была разработана параметрическая модель осаживаемой заготовки, с возможностью демонстрации первой фазы процесса осадки (развитие жесткого клина), в графическом па-кете T-Flex CAD. В теории обработки металлов давлением принято, что образование бочки при осадке цилиндрического образца связано с действием сил контактного трения, однако, при осадке многослойного образца из пла-стилина выявилось, что слои выходят на контактную поверхность, что не может быть обусловлено дейст-вием сил контактного трения.
  

• Моделирование процесса сферодвижной штамповки в QForm 3D

  Программный комплекс QForm 3D (www.qform3d.com) предназначен для моделиро-вания процессов объёмной штамповки. В новой версии QForm появились возможности для моделирования процессов с инструментами, имеющими вращательное и поступатель-ное движение, то есть процессов, схожих со сферодвижной штамповкой. Работа посвяще-на моделированию этого процесса и, на основе полученных результатов, определению более точных параметров для составления технического задания на моделирование сфе-родвижной штамповки в QForm. Процесс сферодвижной штамповки или штамповки обкатыванием (см. рис. 1), пред-ставляет собой одну из разновидностей обработки металлов давлением и сводится к изме-нению формы заготовки в соответствии с требуемыми очертаниями изделия путём перио-дического обжатия рабочими органами. Отличительной особенностью процессов штам-повки обкатыванием является локальная зона пластической деформации при холодном, полугорячем и горячем деформировании. В ходе работы были рассмотрены три варианта геометрии инструмента (рис.2), про-анализированы значения силы, работы и мощности по времени, определены некоторые особенности геометрии деформирующего инструмента. Один из вариантов (рис. 3в) рассмотрен более подробно. Большое внимание уделяет-ся характеру пятна контакта между заготовкой и инструментом, его сравнение с теорети-ческими сведениями. В процессе работы были определены некоторые трудности, связанные с моделиро-ванием. Основными из которых являются: отсутствие собственного вращения инструмен-та вокруг своей оси, автоматически выбираемая сетка конечных элементов недостаточно мелкая, в месте контакта обкатного инструмента с заготовкой требуется специальное из-мельчение сетки. Для более точной формализации особенностей задания исходных дан-ных для моделирования сферодвижной штамповки необходимо провести моделирование реального технологического процесса.
  

• Процессы интенсивной пластической деформации для получения наноструктурных материалов

  В современной промышленности все более существенную роль играют новые материалы. Наиболее перспективными являются материалы с ультрамелкозернистой и наноструктурой. Наноструктурные материалы это порошковые и кристаллические материалы, которые имеют характерные размеры элементов структуры в диапазоне 10-9–10-7м. Обладая принципиально новыми уникально высокими свойствами нанокристаллические структуры могут обеспечить получение конструкционных материалов выгодно отличающихся от традиционных.
  

• Технологии получения слоистых материалов с композиционным триботехническим слоем

  Разработаны технологии получения слоистых материалов с триботехническим слоем из композиционного материала на основе алюминиевого сплава дисперсно-упрочненного частицами керамики, методами прокатки и электроплазменного напыления. Проведены серии экспериментальных работ, в результате которых получены слоистые образцы с заданными триботехническими свойствами и обладающие рядом преимуществ по сравнению с монолитными материалами в идентичных условиях испытаний.
  

• Специализированный вибропресс. Модернизированный привод вибростола

  Данная работа рассматривает конструкцию механического пресса с кулачково-ползунным исполнительным механизмом с вибростолом (вибропресс) для изготовления (прессования) стеновых блоков из бетона или тротуарной плитки. Технология изготовления стеновых блоков или тротуарной плитки требует приложения вибраций определенной частоты и амплитуды к полусухой смеси, с целью уменьшения трения в матрице и уплотнения смеси. Эта технологическая особенность определяет наличие вибростола в конструкции специализированного пресса. Механический привод вибростола в стандартном исполнении, с помощью дебалансных вибраторов, имеет ряд существенных недостатков, важнейшим из которых является постоянство характеристик получаемых вибраций. Из специальной литературы известно, что для промышленного применения наиболее оптимальным приводом для вибромашин является гидравлический привод, обеспечивающий передачу энергии давления жидкости в любом направлении и простоту осуществления прямолинейных возвратно-поступательных движений исполнительного звена машины. Гидропривод отличается компактностью и возможностью плавного регулирования основных рабочих параметров, малой инерционностью и высокой надежностью. В данной работе предлагается модернизировать конструкцию существующего привода вибростола, заменив механический привод гидроимпульсным. В работе представлена общая конструкция вибропресса, конструкция вибростола в сборе до модернизации и предлагаемые изменения конструкции, а также конструкция клапана-пульсатора. Проведены исследования механизма привода вибростола с помощью программного комплекса ПА-9, определены основные параметры гидроимпульсного привода.
  

• Разработка ресурсосберегающей технологии изготовления фланцевых переходов

  На кафедре «Системы пластического деформирования» ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» проводятся работы по созданию эффективных технологий штамповки поковок, используемых в изделиях арматуростроения. Актуален вопрос снижения себестоимости при сохранении должного качества продукции. Путем для решения такой проблемы является снижение расхода материала при производстве самых используемых деталей в изделиях арматуростроения – деталей типа фланца. В работе представлена разработка технологического процесса штамповки представителя детали типа фланца – перехода на DN150. Существует ряд возможных способов возможного изготовления данного изделия, среди них, методом открытой штамповки - раздачей фланца за несколько переходов с нагревом деформируемой части до t = 850C. Схема опробована на кафедре «Системы пластического деформирования» МГТУ «СТАНКИН».
  

• Разработка устройства распыления жидкости для эффективного охлаждения проката

           На существующих станах горячей прокатки листа до настоящего времени окончательно не решена проблема эффективного охлаждения проката с одновременным удалением окалины. Это связано с различными недостатками используемых охлаждающих устройств. Для эффективного охлаждения прокатываемой полосы, а также увеличения стойкости основного и вспомогательного оборудования прокатного стана путем снижения запыленности межклетьевого пространства, предлагается следующее: -           дополнительно установить устройство (коллектор) для подачи охладителя на поверхность полосы непосредственно в направляющих проводках клетей стана; -          в качестве  охладителя применять водовоздушную смесь, распыляемую с помощью форсунок специальной конструкции; В настоящее время, в рамках совместной хоздоговорной работы с ОАО «ММК», разрабатывается техническая и конструкторская документация по внедрению данных предложений в производство. Предложенные технические решения обладают патентноохранной способностью.          
  

Первые публикации

• Применение дисперсионных свойств призм для аттестации источников излучения

  Цель работы – теоретическое и экспериментальное исследование дисперсионных свойств оптических призм и применение этих свойств для аттестации источников излучения с неизвестными характеристиками. Эти источники планируется использовать в лаборатории кафедры «Оптико-электронные приборы научных исследований».