Ниже приведено краткое содержание лишь некоторых докладов, прозвучавших на конгрессе.

Новые технологии подготовки поверхности в автомобильной промышленности (ОАО "НИИЛКП" и ОМЗ "Виктория")

Химическая подготовка поверхности путем формирования на поверхности конверсионного слоя вносит существенный вклад в увеличение потребительских свойств последующего лакокрасочного покрытия. Конверсионные слои: фосфатные, хроматные, на основе комплексных фторидов титана и циркония повышают физико-механические и защитные свойства лакокрасочного покрытия и сохраняют их в период эксплуатации окрашенных изделий в атмосферных условиях. За счет своей инертной природы конверсионные слои существенно улучшают коррозионную стойкость лакокрасочных покрытий.

В НИИ лакокрасочных покрытий разработана и внедрена в промышленность серия новых составов для подготовки поверхности, удовлетворяющих требованиям экологии, энерго- и ресурсосбережения. Новые моющие композиции КМ-17, КМ-22, КМ-26 обладают пониженным ценообразованием, содержат биоразложимые поверхностно-активные вещества, обеспечивают формирование качественного фосфатного слоя. Температура применения фосфатирующего состава КФ-18 снижена до 38—40 °С. В автомобильной промышленности внедрены составы с низким цинком КФ-12 (методом распыления), КФ-14 (методом погружения) и трикатион-ные КФ-15, КФ-16 (перед окраской катодным электроосаждением).

Они позволяют в 1,5—2 раза сократить расход химикатов на фосфатирование и в 3—4 раза увеличить соле-стойкость катодно-осажденных грунтов. Широко используются составы для аморфного фосфатирования.

При химической подготовке поверхности снижены объемы сточных вод благодаря созданию малоотходных замкнутых технологий путем регенерации рабочих растворов и промывных вод на различных стадиях подготовки поверхности. Для регенерации рекомендуются способы, сочетающие различные физические, химические и физико-химические методы. Реализация новых технологий в сочетании с регенерацией рабочих растворов повышает экологическую полноценность процессов подготовки поверхности.

Решение технологических проблем изготовления зубчатых колес (ООО "ЧТЗ-УРАЛТРАК")

На Челябинском тракторном заводе ведутся исследования по повышению точности и производительности изготовления зубчатых колес путем совершенствования технологии, режущего инструмента и методов контроля. Характерная особенность промышленных тракторов и грузовых автомобилей — наличие корригированных силовых зубчатых колес с модулем 6—12 мм и числом зубьев 10—70. Для изготовления зубчатых колес с коррекцией или с припуском (для последующей отделочной обработки) широко применяются специальные инструменты с модифицированным профилем режущих зубьев.

Использование известных рекомендаций для оснащения технологии обработки таких зубчатых колес не всегда результативно. Поэтому на стадии освоения производства новых зубчатых колес первично изготовленный инструмент обычно подвергают неоднократной корректировке с целью получения заданных технологией и чертежом детали требований.

На предприятиях автотракторной промышленности широко применяется контроль обработанных зубчатых колес в двухпрофильном беззазорном зацеплении с измерительным колесом. В этом случае для общей оценки качества по показателям кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев необходимо обеспечить проверку всей длины активного участка зуба и определенный угол зацепления при измерении. Последний параметр влияет на результаты измерения. Так, при измерении межосевого расстояния на одном зубе одного и того же колеса с разными измерительными колесами при угле зацепления 27°10' его колебание составило 0,116 мм, а при угле зацепления 22°30'— 0,160 мм.

Процесс механической обработки зубчатого венца режущим инструментом также проходит в режиме двух-профильного беззазорного зацепления. Характер чередования контактных точек в динамике теоретического двухпрофильного зацепления удобно рассматривать с помощью решетчатых диаграмм. Использованный термин "контактные точки" условно обозначает зоны контакта пары инструмент-деталь (размеры и форма этих зон зависят от конкретных условий и вида обработки).

Выявлено, что угол давления в полюсе зацепления служит определяющим параметром при проектировании инструментов. Рациональное значение этого угла при анализе зацепления с помощью решетчатых диаграмм обеспечивает равномерное чередование контактных точек по линии зацепления пары инструмент-обрабатываемая деталь. Изменение угла зацепления в паре за счет изменения коррекции одного из колес (например, шевера, долбяка или измерительного колеса) приводит к сдвигу решетки по оси ординат в плюс или минус (в зависимости от увеличения или уменьшения коррекции), при этом изменяется характер чередования контактных точек.

В итоге получены два важных практических вывода: погрешности изготовления зубчатого венца по-разному проявляются при двухпрофильном зацеплении в зависимости от последовательности чередования и числа контактных точек. При повороте зубчатого колеса число контактных точек изменяется и сумма площадей среза и погрешностей эвольвент также изменяется. Сумма этих параметров и погрешностей скачкообразно изменяется в моменты выхода из зацепления очередной контактной точки. Если двух профильное зацепление пары происходит под действием постоянной радиальной силы (например, при шевинговании), то давление, а следовательно, и съем металла меняются в зависимости от числа контактных точек.

Равномерное чередование контактных точек по линии зацепления выравнивает воздействие сил и моментов резания на технологическую систему. Это способствует повышению точности изготовления зубчатых колес, стабилизирует напряженное состояние технологической системы и упругие деформации ее элементов. Специалисты завода разработали способ обработки зубчатых колес методом обкатки в двухпрофильном зацеплении. На его основе созданы методики полного аналитического расчета всех видов инструмента, предназначенного для обработки зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления со стандартным или модифицированным профилем. В производство внедрено более 500 наименований сложного зубообрабатывающего инструмента и измерительных колес с рациональной коррекцией.

Производственные испытания и контроль качества зубчатых венцов, обработанных такими инструментами, показали повышение точности по нормам кинематики и плавности в 1,6—2,5 раза по сравнению с деталями, обработанными серийным инструментом, выполненным без учета перепадов давления в контактных точках при их чередовании на линиях зацепления.

Исследование и разработка технологий сборки и штамповки листовых материалов с использованием клеев (МГТУ "МАМИ")

Одна из прогрессивных технологий сборки — склеивание — обеспечивает снижение трудоемкости, возможность соединения разнородных материалов, предотвращение коррозии в местах соединения и равномерное распределение нагрузок. Кроме того, склеивание позволяет существенно улучшить эстетические свойства изделий. В МГТУ "МАМИ" разработан метод оценки прочности клеевых соединений на основе конечных элементов. Методика позволяет учесть качество поверхности соединяемых панелей (в частности, шероховатость). Расчеты показали адекватность ее результатам экспериментов. Изучено влияние температуры и давления склеивания на качество адгезионных соединений.

Перспективное направление исследований — создание технологии штамповки листовых склеенных панелей. При этом клей может застыть не полностью, а окончательное отверждение может производиться, например, при электрофорезе кузова. Использование склеенных панелей существенно улучшает вибро- и шумоизоляци-онные свойства кузова. Склеенные панели могут найти применение в таких элементах кузова, как лонжероны автомобиля. Перспективно изготовление клапанной крышки двигателя на основе выштамповки ее из склеенных листов.

Ученые МГТУ "МАМИ" теоретически и экспериментально исследовали возможность штамповки многослойных листовых материалов. Лабораторные исследования выявили закономерность изменения деформационных параметров и свойств материалов в зависимости от видов деформирования. Определены необходимые характеристики уровня пластичности адгезива при проведении операции листовой штамповки. Разработана методика исследования процесса деформации листовых склеенных конструкций в технологических процессах листовой штамповки.

В результате экспериментов получены данные о деформационных особенностях штамповки многослойных деталей с отвержденными и неотвержденными соединительными слоями. В процессе деформации образцов по отвержденному клею происходило разрушение клеевого соединения при пластической деформации, превышающей 2 %. При наличии отрывающих усилий многослойный материал расслаивался. Этого недостатка можно избежать, если производить штамповку по не-отвержденному клею. Для качественного формоизменения необходимо деформировать заготовку с прижимом, чтобы обеспечить надежное сцепление слоев листового материала без расслаивания. При этом разные слои материала имеют возможность скользить Друг по Другу, что увеличивает предельные возможности материала деформироваться без разрушения. После деформации склейка подвергается термической обработке для окончательного отверждения клеевого слоя.

Разработана математическая модель, рассматривающая компоненты скорости деформации, деформации каждой материальной точки в процессе штамповки с учетом разнородности используемых материалов. Для экспериментальной оценки штампуемости применен метод координатной сетки. Выявленные закономерности поведения склеенных листов при их пластическом деформировании позволяют вести научно обоснованную разработку технологических процессов штамповки с обеспечением необходимого качества изделий.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) лазерной резки кузовных деталей (000 "РОБОСИСТЕМ", г. Тольятти)

Комплекс построен на базе промышленного робота (ПР). В его состав также входят: система адаптивного контурного управления; навесное и периферийное технологическое оборудование (набор инструмента для ПР); система технологической подготовки производства. Один из этапов производства кузовных деталей — обрезка их по сложному пространственному контуру после штамповки. Для решения поставленной задачи предложена технология роботизированной лазерной резки.

В составе РТК использован универсальный промышленный робот 1R161/15 фирмы KUKA Roboter GmbH с системой управления RC20/41. ПР имеет максимальную грузоподъемность 15 кг при погрешности повторяемости 0,25 мм. Однако выбор ПР обусловлен не грузоподъемностью (масса инструмента не более 2,5 кг), а приемлемой в данном случае рабочей зоной. ПР крепят на полу анкерными болтами возле рабочего стола. Система управления контурного типа позволяет выполнять ПР движения с круговой и линейной интерполяцией.

Для архивирования программ и данных ПР, а также для off-line программирования используется станция программирования на базе РС—совместимого компьютера. Инструментом ПР служит лазерный резак, имеющий систему поддержания зазора, обеспечивающую адаптацию к разбросу геометрических параметров обрабатываемых заготовок. По манипулятору ПР проходит волоконно-оптический тракт для передачи энергии лазера к объективу резака. Наличие данного типа ПР в библиотеках RobCAD фирмы Techomatix (Израиль) и Robomax фирмы "Буран" (Россия) позволяет непрерывно проводить эффективную технологическую подготовку производства новых деталей в автономном режиме, а также графическую имитацию процесса и расчет прогнозируемого времени обработки. Кроме того, существует специальная программа для плоских деталей с трансляцией рабочей программы непосредственно из AutoCAD и созданием и оптимизацией планов обработки.

Программное обеспечение функционирует на рабочем месте программиста-технолога на отдельном компьютере с целью предварительной подготовки программ резки. Рабочие столы поворотного типа со сменной оснасткой находятся в пределах рабочей зоны ПР. Для фиксации деталей на столах используются механические прижимы. Рабочие места за- грузки/выгрузки оснащены пультами для запуска программы и аварийного останова. Кроме того, места за грузки/выгрузки могут быть оснащены площадками безопасности для исключения нерегламентированного доступа и светофорами для наглядного управления режимом доступа. Таким образом, данный технологический комплекс содержит все компоненты, позволившие обеспечить максимальную эффективность у конечного потребителя.

Конгресс позволил специалистам получить и систематизировать информацию о новых отечественных и зарубежных технологиях и современных материалах, применяемых в производстве.

Ниже приведено краткое описание некоторых экспонатов, предложенных потребителям участниками выставки и вызвавших большой интерес у специалистов.

Новая российская компания "Яровит Моторс" (С.-Петербург) разработала и изготовила семейство автомобилей для различных отраслей промышленности (рис. 1). Модельный ряд формируется на базовых шасси 6х6, 8х8 и 10х10, которые служат основой для развития семейств автомобилей CLOROS (кабина над двигателем), DOGMUS (копотная компоновка) и ORDEX (шасси под установку спецоборудования с кабиной, вынесенной перед двигателем), а также для создания других колесных формул, отличающихся разнообразными вариантами компоновочных схем. На базе шасси строятся различные по функциональному назначению автомобили: седельный тягач, бортовой автомобиль, самосвал, шасси под установку различного оборудования (лесовозного, сортаментовозного, бетоносмесительного, кранового, нефтегазового и др.).

Важное свойство автомобилей — двойное назначение. Автомобили "Яровит" позиционируются на российском рынке как многоосные грузовики повышенных грузоподъемности и проходимости, предназначенные для перевозки грузов в сложных дорожных и климатических условиях. По грузоподъемности товарная ниша новых грузовиков занимает промежуточное положение между грузовыми автомобилями, традиционно используемыми на дорогах общего пользования, и карьерными самосвалами. Отличительные особенности автомобилей "Яровит" по сравнению с "дорожными" грузовиками — более высокие нагрузочная способность (грузоподъем-ность более 25 т), улучшенные тяговые свойства и проходимость. От карьерных самосвалов автомобили "Яровит" отличаются тем, что с точки зрения габаритных размеров и экологических норм они удовлетворяют требованиям по эксплуатации автомобилей на дорогах общего пользования, обладают высокими скоростными качествами и, кроме того, более экономичны в эксплуатации.

Компания "АБАМЕТ" (Москва) демонстрировала на выставке металлорежущее и листогибочное оборудование различных западных фирм.

Гидравлические совмещенные пресс-ножницы с ЧПУ мод. SHEAR GENIUS SG-6 (рис. 2) оснащены скоростной гидравлической системой, обеспечивающей высокую скорость высечки заготовок до 1000 уд./мин. (при толщине материала до 1,5 мм с шагом 1 мм) с усилием до 300 кН и возможность обработки стандартного листа размером 1,5 х 3 м без перехвата и "мертвых зон". Основу технологии, используемой в Shear Genius, составляет принцип последовательного применения автоматической загрузки исходного листа, вырубного модуля и стандартно интегрированных угловых гильотинных ножниц для окончательной вырезки детали точно в размер и использования сортировочных устройств. Это позволяет сделать цикл изготовления 90 % деталей полностью законченным.

Пресс-ножницы оснащены тремя программируемыми пневматическими зажимами листа и системой их перемещения по заданной программе с центральной блокировкой и автоматическим слежением в зоне безопасности зажимов. Имеется возможность установки до 135 инструментов в револьверной головке (включая установку большого числа индексных станций и много инструментальных мультистанций). Программируемый рабочий ход пуансона при операциях вырубки и формовки, а также отсутствие просечного отхода при вырубке по контуру позволяют экономить каждый десятый лист из 100 обрабатываемых.

Автоматический гибочный центр Express Bender EB-5 (рис. 3) применяется при обработке тонкого металлического листа. Он в автоматическом режиме выполняет все гибочные операции, включая загрузку, позиционирование, ориентацию и удаление готовой детали из рабочей зоны. Гибочный автомат может интегрироваться с комбинированными пресс-ножницами FINN-POWER Shear Genius или с гибкой автоматизированной системой EMS, оснащенной центральной автоматизированной складской системой. Такая интеграция позволяет разрабатывать модели высокой сложности. По словам разработчиков, "автомат идеален для гибки заготовок с защитной пленкой, так как в процессе обработки на поверхности детали не остается следов инструмента".

Гибочный автомат гнет кромку заготовки, начиная с наружного периметра по направлению к внутренней части заготовки, последовательно выполняя гибы на каждой стороне. Заготовка загружается на рабочий стол манипулятором, который прижимает ее к базирующим NC-управляемым штырям, позволяющим позиционировать даже асимметричные заготовки. Каждый базовый штырь индивидуально программируется по отношению к центральной оси машины.

Манипулятор жестко удерживает заготовку в процессе всех этапов ее перемещения, включая движение вперед/назад и вращение.

В процессе гибки инструмент удерживает требуемый вылет заготовки. Два рабочих инструмента (ножа) зафиксированы на С-образной раме и отгибают выступающий вперед вылет заготовки. С-образная рама перемещается вертикально и горизонтально, движение рамы программируется в соответствии с толщиной материала и желаемым углом гибки, Гибы могут быть сделаны в обоих направлениях (вверх или вниз). В зависимости от того, позитивный или негативный гиб требуется, операция осуществляется без поворота заготовки. Ее короткие грани отгибаются в первую очередь, после чего отгибаются длинные, в соответствии с размером которых определяется длина верхнего инструмента. В случае необходимости последовательность гибки может меняться. Максимальные: длина гибки 2550 мм, длина между линиями гиба 350 мм, ширина между линиями гиба 160 мм при длине листа 370—2850 мм, ширине 180—1500 мм. Отгибаемый угол —135...+ 135°, точность гиба 40'. Питающее напряжение автомата 400 В.

Выставки прошли с большим успехом, их посетили специалисты различных отраслей промышленности. Лучшие экспозиции отмечены дипломами и специальными наградами.

Чл.-корр. АПК А. Н. ИВАНОВ