Юный техник, 2006 № 10
Шрифт:
Алюминий красив и легок, обладает хорошими антикоррозийными свойствами и довольно прочен. Так, прочностная эффективность алюминия, то есть отношение предела прочности к плотности металла, у конструкционной стали 10 равна 45,57, у стали 45–73,42, а у алюминиевого сплава Д16 — 161,87.
Однако алюминиевым сплавам свойственны и свои недостатки. Так, подавляющее большинство заготовок и деталей из алюминиевых сплавов получают холодным выдавливанием под прессом при помощи матрицы и
Что делать? На этот извечный вопрос Михаил Хозяшев нашел свой вариант ответа. Он предложил способ дифференцированного выдавливания, при котором в начале процесса деформирование идет медленно, предотвращая образование трещин. А затем, в какой-то момент, скорость выдавливания резко возрастает.
Для решения поставленной задачи Михаилу прежде всего пришлось тщательно проработать всю литературу по данной проблеме в поисках наилучших вариантов решения проблемы.
Наиболее перспективным способом решения проблемы Михаилу показалось «компьютерное твердотельное моделирование штамповой оснастки в среде Solid Works 2006. Взяв эту зарубежную методику за основу, Михаил стал приводить ее к российским реалиям. У нас ведь и алюминиевые сплавы не такие, как за рубежом, и оборудование другое.
Впрочем, оказалось, что и наши соотечественники в свое время немало сделали для усовершенствования получения полых изделий из сплошных заготовок выдавливанием.
Осцилограмма изменений параметров обратного выдавливания.
Чертеж штамповой оснастки нового образца.
Так выглядит новый штамп на экране компьютера.
Впервые такой способ был заявлен в СССР С.Ш. Яшаяевым в 1962 году. Суть его, упрощенно говоря, заключается в следующем. Во-первых, как оказалось, для алюминия выгоднее использовать так называемый способ обратного выдавливания. То есть в данном случае должен двигаться не пуансон, как обычно, сверху вниз, а матрица снизу вверх.
Тогда на контактных границах инструмента с той частью заготовки, которая еще не деформировалась, и ее пластической областью особым образом создаются активные силы трения. Благодаря им, удельное усилие выдавливания снижается на 10–15 %. Так возник новый способ выдавливания, в котором активное трение осуществляется подвижным контейнером (способ Ю.П. Можейко и Н.К. Розенталя).
Позже было установлено, что, если контейнер перемещается быстрее выдавленного металла примерно в 1,3 раза, удельное усилие можно снизить на 30 %.
Проанализировал Михаил Хозяшев и другие способы этого класса, привлекая к этому современные методы компьютерного анализа. И выяснил, что, если к одной известной методике прибавить другую, да еще добавить кое-что от себя, можно добиться весьма неплохих результатов.
В чем именно заключается это «кое-что», Михаил в подробностях рассказывать не стал. А пока идет процесс патентования, человек, со школьной скамьи готовящийся шагнуть в среду изобретателей-профессионалов, смог рассказать лишь следующее.
В процессе экспериментов и анализа удалось точно установить, в какие именно моменты давление должно быть снижено до минимума или даже должен быть дан обратный ход, чтобы и качество заготовки не пострадало, и сам процесс стал более экономичным. Создан и экспериментальный штамп, который способен осуществить подобную схему сложных кинематических движений. Теперь все эти тонкости остается занести в память компьютера, отработать процесс до такой степени, чтобы участие человека в нем стало необязательным.
Вот над этим Михаил и думает работать в скором будущем, намереваясь после лицея поступить в Тульский политехнический университет, где ведет научную работу и преподает его наставник.
Публикацию подготовил Н. ВЛАДИМИРСКИЙ
НАШ ДОМ
Рассказав о дюбелях (см. «ЮТ» № 7 за 2006 г.), теперь волей-неволей приходится рассказать и об инструменте, с помощью которого делаются отверстия как для этих самых дюбелей, так и для многих других целей. Итак, сегодня — разговор об инструментах для сверления.
Уже для того, чтобы понадежнее закрепить на древке каменный топор, древние изобретатели додумались просверлить в нем отверстие. Однако это легче сказать, чем сделать: и поныне сверлить камень — не самая простая технологическая задача.
Тем не менее, человечество с ней справилось. С той поры и делает отверстия в самых различных материалах, с самыми разными целями. И придумало для этого немалое количество всевозможных инструментов. Начало с первых буравчиков и дошло до алмазных сверл и лазерной прошивки самых твердых материалов.
Впрочем, лазерный инструмент в быту пока не используется, а потому остановимся на обычных сверлах и приспособлениях для сверления.
Для начала — совет: не экономьте на сверлах. Лучше один раз купить набор качественных (например, немецких или отечественных) сверл разного диаметра для дерева, металла и бетона, чем много раз покупать дешевые.
Не стоит также использовать, скажем, сверло для металла, чтобы проделать дырку в бетоне, и наоборот. Результат опять-таки скорее всего будет плачевный. Разве что иной раз имеет смысл вместо сверла по бетону зажать в патрон дрели специальный пробойник, который позволяет делать дыры в бетонных стенках при помощи обычного молотка.
Все современные электродрели делятся на два класса. К первому классу относятся так называемые шуруповерты. Основной вид их работы сверление, а также закручивание гаек и шурупов, дополнительный — сверление с ударом. Мощность таких дрелей не превышает 500 Вт, частота вращения — от 0 до 2800 об/мин, частота ударов — до 17 тыс. в минуту.
Самое большое отверстие, которое они могут просверлить в бетонной стене, имеет диаметр 13 мм, в древесине — 20 мм, в стальном листе — 10 мм.