Конференция в Краматорске — важнейшее событие для тяжелого машиностроения Украины

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «СОБЫТИЯ»

Летом 2013 года в одиннадцатый раз в г. Краматорске состоялась международная научно-техническая конференция «Тяжелое машиностроение. Проблемы и перспективы развития». Конференция проведена на базе Донбасской государственной машиностроительной академии (ДГМА) и была посвящена ее 60-летию. Конференцию организовали Министерство образования и науки Украины, Новокраматорский машиностроительный завод (НКМЗ), Краматорский завод тяжелого станкостроения, завод «Энергомашспецсталь» и Старокраматорский машиностроительный завод.

Ведущие специалисты активно обсудили важнейшие проблемы в области станкостроения, технологии и автоматизации тяжелого машиностроения, заготовительного производства, изготовления инструмента, обработки материалов, подъемно-транспортных машин и систем автоматизации. В мероприятии приняли участие ректор ДГМА, проф. В. А. Федоринов, проректор по НИР, проф. И.С. Алиев, заведующие кафедрами, профессоры и доценты ведущих машиностроительных кафедр технических вузов Украины. Состав участников и обсуждаемая тематика свидетельствовали о чрезвычайной важности и высоком научном уровне конференции.

На пленарном заседании ректор ДГМА В.А. Федоринов рассказал о 60 летней истории и перспективах академии, важности для промышленности проводимых исследований и заслугах ДГМА в обеспечении предприятий индустриального региона высококвалифицированными инженерами.

Заведующий кафедрой интегрированных технологий машиностроения НТУУ «КПИ», д.т.н., профессор В.А. Пасичник:

— Автоматизация проектирования в машиностроении — устойчивый тренд последних четырех десятилетий. Процесс инженерного проектирования технического объекта предполагает создание, преобразование и представление в общепринятой форме образа еще не существующего объекта.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) постепенно развивались от ручного изготовления чертежа до создания модели изделия (2D — 3D — цифровой). Далее было разработано управление цифровыми моделями и управление знаниями. Усилия и внимание разработчиков на начальном этапе создания САПР были направлены на правильное восприятие информации от предыдущего исполнителя, синтез проектного решения на каждом этапе и правильную передачу информации на последующий этап.

САПР (CAD/CAM/CAE) принято классифицировать по ГОСТ 23501.108 в соответствии с:

  • типом и сложностью объекта проектирования;
  • уровнем и комплексностью автоматизации проектирования;
  • характером и количеством выпускаемых документов;
  • количеством уровней технического обеспечения.

Не все, что хотели получить конструкторы от создания САПР, было реализовано (табл. 1).

Из таблицы 1 видно, что несоответствие ожиданий и реальности породило, с одной стороны, большое количество профессионалов разработчиков, а с другой — простых пользователей. А в перспективе нас ожидает приближение электронных моделей к реальным объектам и процессам, интеграция связей всех этапов проектирования.

Д.т.н. Е.Б. Сорока (Институт проблем прочности им. Г.С. Писаренко, НАНУ):

— В последнее время все более важным становится повышение конструкционной прочности инструментальных материалов для тяжелого машиностроения путем их модификации. Необходимо научиться управлять свойствами сталей и их износом, что позволит значительно повысить долговечность и качество работы инструмента.

Оптимизация технологий материалов и элементов для экстремальных условий по критериям прочности и работоспособности должна идти по пути создания упрочняющих покрытий, управления дефектностью и прочностью поверхностных слоев изделий из хрупких материалов и объемной модификации материалов и изделий.

Основы технического подхода к упрочнению инструментальных материалов:

  • анализ конструкции изделия и особенности технологии производства;
  • создание методов и средств контроля определяющих факторов на конструкционную прочность и ресурс;
  • системный анализ стадий изготовления;
  • лабораторные и производственные испытания контроля прочности с учетом деградации материала в процессе эксплуатации;
  • оптимизация способов и режимов обработки.

По мере повышения износа на граничное состояние инструмента влияют механизмы микро- и макровыкрашивания, слома кромки и полного разрушения режущих пластин. Поэтому повышение характеристик объемной конструкционной прочности и сопротивления разрушению инструментального материала при статичной и цикличной нагрузке является актуальной проблемой. Для ее решения предложено модифицировать твердосплавный режущий инструмент методом обработки импульсным магнитным полем (ОИМП).

Отказы режущего инструмента при работе на тяжелых станках возникают по следующим причинам (по данным Г.П. Клименко): износ — 48–60%, выкрашивание — 12–22%, поломка — 25–30%. Неоднородность степени деградации различных участков сменных пластин резцов и фрез, характерная для тяжелых станков, представлена на рис. 1.

Для предотвращения отказов инструментальных материалов используют такие виды модификации: поверхностную (нанесение износостойких CVD и PVD покрытий), объемную и комбинированную.

Покрытия режущих кромок оказывают значительное влияние на ресурс инструмента. От изменения условий контакта зависят трение, тепловыделение и отвод тепла. Сопротивление абразивному и адгезионному износу, а также трибоокислению зависит от поверхностных эффектов. Противодействие растрескиванию, задиру и пластической деформации определяется объемными эффектами.

В результате выполнения многолетних научных исследований были предложены перспективные структурированные покрытия (рис. 2, 3):

  • многослойное с функциональными и буферными слоями;
  • градиентное;
  • дуплексное;
  • мультислойное нано-структурированное;
  • дискретного типа.

В результате определения параметров покрытия из условия устойчивости и когезионной прочности напряженно-деформированного состояния (НДС) системы «основа-покрытие» при комбинированной обработке было установлено, что:

  • структурированные покрытия позволяют управлять уровнем остаточных и эксплуатационных напряжений композита;
  • стойкость твердосплавных пластин с покрытием дискретного типа возросла в 1,2–1,8 раза по сравнению с пластинами без покрытия;
  • реализация функциональных свойств покрытия зависит от жесткости и прочности основы;
  • объемная упрочняющая модификация — важная компонента повышения работоспособности инструмента.

На основе проведенных исследований мы пришли к выводам:

  • инструментальные материалы для тяжелых станков нуждаются в объемном и поверхностном упрочнении;
  • применение модификации инструментальных материалов нанесением функциональных покрытий, оптимизированных по критериям прочности, позволяет управлять НДС композита и повышать износостойкость и работоспособность режущего инструмента.
  • ОИМП влияет на однородность инструментального материала и приводит к увеличению характеристик объемной прочности, что позволяет рекомендовать его для повышения сопротивления разрушению.

Представитель компании Heidenhain (Германия-Россия, Москва) М.А. Конов:

— Для высокоточной промышленной металлообработки на фрезерных и токарных станках большой интерес представляют перспективные продукты Heidenhain в области систем ЧПУ.

Компания Heidenhain (Dr. Johannes Heidenhain GmbH) разрабатывает и производит датчики измерения линейных и угловых перемещений и вращения, устройства цифровой индикации и системы ЧПУ, а также щупы для станков с ЧПУ и системы контроля их точности (рис. 4). Продукцию компании применяют, прежде всего, в высокоточных станках.

Для управления фрезерными станками предназначены системы ЧПУ TNC 128, TNC 320, TNC 620 и iTNC 530; для токарных станков — MANUALplus620 и CNC PILOT 620, а для фрезерно-токарных — TNC 640. По мере роста индекса системы расширяется ее функциональность.

Самым широким набором возможностей обладает система iTNC 530, которую используют для управления работой пятиосевых сложных фрезерных станков и обрабатывающих центров. Дизайн этой контурной системы ЧПУ с цифровым управлением приводами был обновлен по сравнению с предыдущими версиями. Она снабжена монитором размером 19’’. Система может осуществлять циклы обработки с управлением по 12 осям для двух шпинделей. Память системы 21 Гб или 144 Гб программ. Возможно программирование свободного контура обработки с графическим моделированием и графической помощью при программировании. Оператор может применять щупы для привязки инструмента и заготовки, а также использовать большой набор дополнительных опций. Расширенны возможности 5 осевой обработки с 3D-коррекцией инструмента.

Секционные заседания прошли под председательством проф., д.т.н. Г.П. Клименко (ДГМА). На секции «Процессы механической обработки, станки и инструмент» выступили с докладами:

  • И.Е. Грицай, Национальный университет «Львовская политехника», кафедра технологии машиностроения «Состояние и перспективы в области зубчатых передач и технологии зубообработки»;
  • А.Н. Михайлов, д.т.н., проф., зав. каф. ДонНТУ «Классификационные особенности и основные характеристики композиционных технологий в машиностроении»;
  • Д.Ю. Джулий, аспирант НТУ КПИ «Повышение работоспособности многогранных неперетачиваемых твердосплавных пластин при магнитно-абразивной обработке».

После выступлений состоялось обсуждение, в процессе которого были определены основные направления развития машиностроения и производства надежного и долговечного инструмента, а также проанализированы научные разработки, которые ведут на машиностроительных кафедрах технических университетов Украины.

Об инструментальном цехе НКМЗ, который посетили участники конференции, читайте в № 5/2013 журнала.

По мнению всех участников мероприятия сотрудники кафедры металлорежущих станков и инструмента ДГМА под руководством профессора В.Д. Ковалева организовали и провели конференцию на самом высоком научном уровне.

О кафедре металлорежущих станков и инструмента ДГМА читайте в № 4/2012.

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.