Новые направления в приборостроении

В приборостороении новые направления возникают путем развития существующих технологий либо на базе совершенно новых.

Условия внедрения нового направления:

- более высокая производительность

- уменьшение себестоимости

- увеличение точности и качества

- расширение многообразия форм и размеров

- получение возможности изготавливать изделия, которые нельзя было получить до этого

Учитываются также экономические и технологические аспекты.

Высокоскоростное резание

Резание при такой скорости, при которой материала заготовки в зоне контакта с инструментом размягчается и расплавляется.

При этом должны выполняться условия:

- малая величина глубины резания

- малая величина подачи

- высокая скорость не означает высокую производительность

Метод обладает следующими достоинствами:

- снижение сил резания

- незаментная кинематическая шероховатость (поверхность может оказаться зеркальной)

- исключается термическая деформация (выделение тепла достаточно мало)

- максимально возможная точность обработки

Для пары заготовка-инструмент скорость резания подбирается экспериментально. Например, для пары титан-сталь скорость составляет 1000 м/мин, титан-закаленная сталь - 2000 м/мин. Общий диапазон составляет до 7000 м/мин (точение и фрезерование).

Метод имеет следующие ограничения:

- подбор материалов

- специальный и дорогой инструмент

- сложность и безынерциальность системы управления

- трудное использование малоразмерных инструментов

Область применения – турбины, детали самолетов, детали оснастки.

Основное ограничение накладывается на габариты и виды оборудования.

Пятикоординатное фрезерование

К трем традиционным координатам в данном методе прибавлены еще две – относительный поворит фрезы и стола с заготовкой в двух взаимно-перпендикулярных направлениях (глобусный стол).

Преимущества:

- возможность обеспечения наиболее выгодного угла встречи зуба фрезы с поерхностью

- уменьшение сил резания

- улучшение качества поверхности

- при торцевом фрезеровании не используются зубья у центра

- управление направлением силы резания (совмещение с плоскостью наибольшей жесткости заготовки)

- использование и для чистовой обработки поверхности детали

- деталь и инструмент могут занимать друг относительно друга любое положение

Недостатки:

- сложность оборудования

- высокая стоимость

- сложность и дороговизна программного продукта

Применяется при производстве турбинных лопаток, при изготовлении форм для вытяжки листов, штампов.

Резание струей воды

Происходит под большим давлением. 400 МПа из сопла малого диаметра (доли мм) с высокой скоростью, больше скорости звука. Расстояние от сопла до поверхности – несколько миллиметров. Остаточная энергия гасится рабочей жидкостью с абразивом (гидроабразивная резка) или без (гидрорезка).

Преимущества в отсутствии отхода и хорошем качестве поверхности, отсутствует тепловое воздействие, безопасность, автоматизация.

В состав оборудования для данного способа резки входят: насос, координатный стол, режущая головка, ЧПУ в виде роботизированного окмплекса.

Струные головки могут иметь различную конструкцию. Обычно сопла изготавливают из алмаза, корунда.

Системаоснащена сенсором высоты.

Применяется в металлолистовом производстве, авиастроении, резинотехническом производстве, при производстве печатных плат.

Недостатки способа:

- трудно создать высокое давление

- низкая стойкость сопла

Особенностью новых технологий является объединение в них конструирования и изготовления детали. Сокрощаются сроки изготовления прототипа.