№ 9 (2024)
Технологии механической обработки заготовок
СИСТЕМНО-СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ УПРАВЛЯЕМОГО ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
Аннотация
В настоящее время достигнуты выдающиеся успехи в создании станков с системами ЧПУ ЭВМ. Они обеспечивают с высокой точностью соответствие программы и траекторий исполнительных элементов. Однако обеспечить изготовление деталей с такой же точностью удается лишь в исключительных случаях. Это связано с тем, что при изготовлении деталей необходимо рассматривать всю управляемую динамическую систему резания, в которой качество детали является результатом различных физических взаимодействий в процессе обработки. В отличие от известных исследований и разработок в статье уровень моделирования опирается на системно-синергетическое представление, включающее процедуру расширения – сжатия пространства состояния. Система учитывает упругие деформации ее элементов, эволюционные изменения их свойств, неуправляемые возмущения, раскрывает физические взаимодействия. Это сложная система, отдельные координаты состояния которой, во-первых, зависят от программируемых траекторий, во-вторых, они характеризуются внутренними связями и самоорганизацией, в-третьих, они влияют на выходные свойства резания. Выходные свойства включают параметры качества деталей и приведенные затраты на их изготовление. В статье излагаются основные положения синергетического системного анализа и синтеза управления динамической системой резания, приводится ее математическое моделирование, рассматривается поэтапная процедура анализа и синтеза модели, рассматривается пример практического применения.
Наукоемкие технологии в машиностроении. 2024;(9):3-13
3-13
Технологии электро-физико-химической и комбинированной обработки
ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КАЧЕСТВА НАУКОЕМКИХ ИЗДЕЛИЙ КОМБИНИРОВАННЫМИ МЕТОДАМИ
Аннотация
Приведены результаты научных и прикладных исследований в области современных методов комбинированной обработки с сочетанием в единой технологии тепловых, магнитных, лучевых, химических постоянных и импульсных воздействий и их сочетаний с механическими процессами. Материалы статьи способствуют созданию и развитию новых путей повышения качества наукоемких изделий, направлены на расширение технологических возможностей при производстве авиационной, космической, транспортной и других отраслей техники. К новым методам совершенствования качества наукоемких изделий комбинированными методами следует отнести их использование в технологических комплексах, создаваемых из оборудования отечественного производства, выпуск которого может успешно преодолеть проблемы импортозамещения. Рассмотрены технологические возможности, целесообразность назначения и оценки их эффективности на повышение качества научно обоснованных сочетаний в едином процессе внешних и внутренних воздействий. Предложен единый подход к проектированию комбинированных технологий с оценкой возможностей каждого назначаемого вида воздействий с учетом уровня их производственной технологичности. Показан новый подход к управлению качеством создаваемых наукоемких изделий путем экономически обоснованного придания им эффективных эксплуатационных свойств за счет применения разработанных многослойных покрытий, технология создания и использования которых внесла весомый научный вклад в технологическую науку.
Наукоемкие технологии в машиностроении. 2024;(9):14-24
14-24
Наукоемкие технологии при сборке машин
РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ПРИНЦИПОВ ПЛАНИРОВАНИЯ МНОГОНОМЕНКЛАТУРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНООБРАБОТКИ И СБОРКИ
Аннотация
Представлены методические принципы создания системы планирования многономенклатурных технологических процессов (ТП), направленных на решение таких существующих в настоящее время проблем технологической подготовки механообрабатывающих производств, как субъективный характер принятия проектных решений, недостаточный уровень автоматизации, отсутствие возможности учета складывающейся производственной ситуации. Объективными причинами в необходимости совершенствования подходов к разработке ТП выступают длительный цикл периода технологической подготовки, невысокое качество разрабатываемых технологических процессов, невозможность корректировки ТП на этапе реализации. Описаны основные структурные элементы системы планирования многономенклатурных ТП. На основе системного подхода объединены все этапы работ по технологическому обеспечению производственных систем, что обеспечивает в короткие временные рамки использование информационных массивов данных о реальном состоянии производственной системы и оперативных сведениях о производственных заданиях. Приведены результаты теоретических работ, позволившие описать процесс создания ТП как системы, объединяющей проектирование и реализацию технологии с учетом влияния изменений производственной ситуации. В процессе апробации и использования представленных методических подходов, определены значимые области исследований, без которых получение в полной мере поставленных результатов является затруднительным, что позволило сформировать пути развития системы. Среди них: установление взаимодействия с конструкторской подготовкой производства; детализация данных о исходных заготовках во взаимосвязи с выбором структуры ТП и назначением рационального комплекта технологической оснастки; определение требований к средствам технологического оснащения, ориентированных на обеспечение гибкости их использования; определение корреляционных связей между многовариантным проектированием ТП изготовления деталей и требованиями, предъявляемыми к точностным показателям при сборке изделий. Разработанные формализованные модели выполнения этапов технологической подготовки механообрабатывающих производств являются предпосылкой полной автоматизации проектирования ТП и обеспечения высокоэффективного функционирования машиностроительных комплексов.
Наукоемкие технологии в машиностроении. 2024;(9):25-32
25-32
Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ НАУКОЕМКИХ ПРОЦЕССОВ
Аннотация
В статье показана роль информационных (цифровых) технологий в успешном высокотехнологичном предприятии. Проанализированы направления развития средств и методов управления качеством для наукоемких инновационных процессов и производств на различных этапах жизненного цикла продукции. Наиболее важными методами являются цифровизация сбора, хранения и анализа больших объемов данных, контроль производственных и управленческих процессов, построение системы управления жизненным циклом продукции на основе современных информационных технологий. Для реализации новых подходов к организации производства используется цифровая трансформация – процесс преобразования компании, направленный на формирование единой информационной среды на всем жизненном цикле продукции, сочетающий различные методы и инструменты управления данными на предприятии. Важным шагом в развитии технологии обработки данных является использование искусственного интеллекта и нейронных сетей. Параллельно с развитием информационных технологий растут и возможности аналитики от описательной до предписывающей и когнитивной. На основе анализа передового опыта в управлении качеством, можно сделать вывод о возможности и необходимости цифровизации наукоемких процессов с переходом к более эффективным методам организации производства и менеджмента качества.
Наукоемкие технологии в машиностроении. 2024;(9):33-41
33-41
Аддитивные технологии и лазерная обработка
ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ АДДИТИВНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Аннотация
Представлены основные возможности получения новых композиционных материалов. Благодаря высокой динамике термодеформационных процессов в расплавленной ванне тонкого слоя выращиваемой детали получаем новую структуру материала из несмешиваемых компонентов. Другим направлением получения нового композиционного материала в процессе выращивания является армирование матрицы высокопрочными элементами, которые могут присутствовать, в том числе в виде твердой фазы при расплавлении и кристаллизации материала. Это позволяет спрогнозировать заранее новые качественные свойства выращенной детали – повышение прочности, снижения массы и др. Получает развитие аддитивная технология выращивание деталей и изделий из вольфрама, молибдена, тантала, ниобия и других тугоплавких металлов, плохо обрабатываемых механическими методами. При этом применяется подогрев в процессе выращивания. Успешное применение аддитивных технологий используют в медицине при изготовлении имплантов из молибдена, тантала и их сплавов, обладающих высокой биосовместимостью и отсутствием токсичности. Возникает возможность изготовления импланта, выращенного по конкретной модели для данного индивидуума. Основными направлениями развития аддитивного производства являются создание более производительных комплексов и расширение номенклатуры используемых порошков конструкционных материалов с возможностью формирования новых композиционных материалов в процессе выращивания.
Наукоемкие технологии в машиностроении. 2024;(9):42-48
42-48