CC BY
51
АВТОМАТИЗАЦИЯ. КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 621.833:004.94
ИСПЫТАНИЕ, СЭМ-КОНТРОЛЬ И ПОВЕРХНОСТНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ТРАДИЦИОННЫМИ И АДДИТИВНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ
TESTING, SEM-CHARACTERIZATION AND SURFACE MODIFICATION OF GEAR WHEELS PRODUCED BY ADDITIVE AND TRADITIONAL TECHNICS
Л. Г. Варепо1, И. В. Нагорнова2 , Ф. А. Доронин2, С. В. Гусев3,4, Е. Б. Баблюк2, В. Г. Назаров2
'Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия ' Московский политехнический университет, г. Москва, Россия 3Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова, г. Москва, Россия 4Институт прикладной механики РАН, г. Москва, Россия
L. G. Varepo1, I. V. Nagornova2, F. A. Doronin2, S. V. Gusev3,4, E. B. Bablyuk2, V. G. Nazarov2
'Omsk State Technical University, Omsk, Russia 'Moscow Polytechnic University, Moscow, Russia 3P. A. Baranov Central Institute of Aviation Motors, Moscow, Russia 4Institute of Applied Mechanics of RAS, Moscow, Russia
Аннотация. Проведен сравнительный анализ и СЭМ-контроль поверхности разрушений стальных, полимерных и изготовленных 3D-печатью зубчатых колес. Показана корректность компьютерного моделирования усталостного разрушения для стальных колес и в меньшей степени для полимерных, вследствие негомогенности внутренней их структуры. СЭМ-характеризация усталостных разрушений изготовленных 3D-печатью зубчатых колес свидетельствует о необходимости внесения поправок в использованный тип моделирования из-за специфической неравномерной формы колес, наличия внутренних полостей и деформационных особенностей использованного полимера как результата неудовлетворительного процесса расплавления филамента и характера микроструктры самого полимера. С целью снижения коэффициента трения дополнительно было проведено фторирование поверхности 3D-изготовленных колес. Формирование поверхностного слоя как результата модификации привело в уменьшению износа колес в два раза до значения 0.3 отн. ед.
Ключевые слова: зубчатые колеса, СЭМ-анализ, коэффициент трения, 3D печать, усталостное разрушение, моделирование, поверхностное фторирование.
DOI: 10.25206/2310-9793-2018-6-2-4-12
I. Введение
Несмотря на значительные теоретические и экспериментальные исследования показателей надежности оборудования, отказы механического происхождения, в том числе вследствие износа подвижных деталей, например, зубчатых колес, являются наиболее частой причиной поломки машин. Согласно статистике, разрешение зубчатых колес механизмов часто ведет к долгим простоям и максимальным экономическим потерям производства [1-3,10].
Одним из решений проблемы своевременного и/или регулярного обслуживания и ремонта оборудования на месте эксплуатации оборудования для организации бесперебойной работы, в том числе полиграфического, является применение 3D-печaти деталей и узлов машин. 3D-печaть произвела революцию во многих отраслях промышленности, расширяя промышленные применения. Она обеспечивает возможность быстрого и дешевого прототипирования [1-7, 10-14]. Новейшей тенденцией является изготовление микрозубчатых колес (имеющих 0.1-1 mm по внешнему диаметру) и мезоразмерные зубчатые колеса (1-10 mm по внешнему диаметру) [2].
В большинстве случаев 3D-печaть используется только как прототипирование [1-7, 10], но может быть полноценной или чаще временной заменой отдельных узлов и, в частности, традиционных зубчатых колес [2, 10].
SD-принтеры самой низкой ценовой категории почти всегда из класса «моделирование методом наплавле-ния» (FDM). Принцип работы заключается в экструзии термопластов через нагретую головку, где полимер (фи-
ламент) под действием высоких температур расплавляется, делая экструзию возможной. Деталь конструируется послойно нагретым полимером, приплавляющимся к предыдущему слою. В таких принтерах обычно используются такие полимеры, как АБС или полилактид [1].
Хотя аддитивные технологии (AM) обладают множеством преимуществ относительно традиционных методов производства, циклическое поведение деталей, изготовленных AM методами, необходимо понимать до эксплуатации, могут ли они быть гарантированно безопасно использованы в различных областях [3]. Работоспособность современных инженерных систем и материалов зависит от активного конструирования с учетом усталостных разрушений, на которые приходится большинство механических разрушений [2, 10]. Часто исследования фокусируются на испытании разницы твердости внутренней поверхности зубчатого колеса и внешней окружностью подшипника на основе анализа влияния допуска посадки на шаг скольжения [4]. Известно, что на стадии формирования источника усталостного разрушения погрешности округлости внутренней поверхности колеса и профиля поверхности зубьев могут влиять на радиальный зазор зубчатой пары. Как результат, возникают неравномерные области нагружения на внутренней поверхности зубчатого колеса [5].
Профилометрия - широко используемый метод для оценки поверхности. В работе [11] этот метод применялся для 3D-напечатанных моделей. Было определено, что поверхности деталей, изготовленных FDM-методом различаются по толщине слоев и наклону сборки. В случае 3D-напечатанных зубчатых колес рельеф поверхности мог вызвать появление дополнительных областей нагружения. В [6] описан метод испытания остаточных напряжений - метод просверливания отверстий и последующей оценкой оптическими способами деталей, изготовленных из АБС-пластика. Один из наиболее существенных вопросов FDM-печати - искажение формы детали в процессе изготовления, возникающий из-за быстрого циклического нагревания и охлаждения исходного полимера, которые могут привести к появлению напряжений при формировании детали. Авторы [6] указывают на то, что после FDM печати всей модели деталь может проявлять ортотропные свойства и вести подобно слоистой ортотропной структуре.
Адаптированная трехмерная переходная математическая модель температурных изменений в пространстве и времени до и после FDM печати полилактидом приведена в [7]. Управление температурой является основной задачей в FDM, так как оказывает непосредственное влияние на прочность межслойного соединения, реологическое поведение, кристалличность полимера, деформацию компонента и косвенное влияние на макромехани-ческие свойства, качество поверхности, печатно-технические характеристики и т.д. [1-7, 12].
В работе [8] математически определены как сферические эвольвентные, так и октоидные системы форм для конических 3D-печатных зубчатых колес. Авторы [4] показали связь между нагрузкой, приложенной к 3D-изготовленной велосипедной звездочке, и числом циклов непрерывной работы до возникновения усталостного разрушения, они же выдвигают гипотезу о диапазоне нагрузок для бесконечной эксплуатации на основе анализа испытаний на кручение.
Такие погрешности изготовления FDM-деталей как изгибы и выступы из-за гидростатического давления при экструзии, были теоретически описаны в [13]. Также авторы работы [12] рассмотрели влияние параметров машин и материалов, а также регулирования процесса на механические свойства и их геометрическую точность, включая теоретическое объяснение физических процессов на стадии охлаждения. Процесс охлаждения был разделен на пять фаз, определяемых определенными уровнями температуры, возникающими из параметров процесса и постоянной материала. Исследования показывают преобладающее влияние явления спекания и кристаллизации через границу раздела дорог на механические свойства. На геометрические свойства, в том числе точность размеров, форму и положение, влияет реологическое поведение полутвердого материала и усадка [12].
Электронная микроскопия также широко распространена для диагностики свойств материалов в совершенно разных областях [2, 3, 5, 6, 15-17], но в меньшей степени для механических деталей, в частности, таких как зубчатые колеса с подавляющим преобладанием контроля выкрашивания стальных колес.
Анализ тенденции развития фундаментальных работ и технологии получения новых полимерных и композиционных материалов показывает, что традиционные методы синтеза полимеров - полимеризация и поликонденсация - во многом исчерпали себя и вероятность появления полимеров с характеристиками, существенно превосходящими достигнутый известный уровень, значительно уменьшилась [18-20].
Одним из решений задачи снижения трения износа трущихся поверхностей зубчатого колеса в процессе эксплуатации может быть его поверхностная модификация. Так, технология поверхностного фторирования активно используется для модификации полимерных материалов [18], что обусловлено ее универсальностью и технологичностью:
♦ модифицировать можно изделия из полимеров любой формы и размеров, ограниченных формой и размерами реактора;
♦ процесс модификации большинства полимеров протекает при комнатной температуре, атмосферном или пониженном давлении и не требует в большинстве случаев инициирования и катализаторов;
* модификация полимеров не требует сложного приборного оборудования; избыток токсичных реагентов (фтор) и продуктов реакции (в основном, фтористый водород) может быть надежно переведен в твердую фазу и нейтрализован посредством использования «химической ловушки» на основе СаО [7].
В связи с этим в работе дополнительно исследовано влияние поверхностного фторирования зубчатых колес на их трибологические свойства. В частности, на коэффициент трения в паре полимер-сталь в условиях торцевого трения скольжения и износа.
II. Методы и материалы
Численное моделирование места контакта поверхности зубьев зубчатых колес и объемных напряжения зубчатой передачи проводили в объемной постановке методом конечно-элементного анализа с использованием программного комплекса ANSYS. Данный способ моделирования не может в полной степени заменить существующие методы оценки зубчатой пары [5], однако наглядно с помощью визуализации позволяет определить возможные места разрушения.
Расчетная сетка была построена из тетраэдральных ячеек. Статические расчеты осуществляли с рядом допущений по таким параметрам, как: изотропность материала, линейно-упругое поведение материала, малые перемещения. Также при численном моделировании не учитывали воздействие на зубчатые колеса агрессивной жидкой среды в процессе эксплуатации (процесс эксплуатации тестируемых зубчатых колес полимерных проходит в присутствии щелочного раствора (рН=13,0±0,5) на основе силиката натрия при температуре 25±3°С, нагрузка на зубчатую пару составляет —1-1.5 кг) и погрешности изготовления деталей. Расчет зубчатой пары проводили на все колесо, а не на повторяющиеся элементы зуба.
Рис. 1. Объемная сетка зубчатой пары.20ХЗМВФ-Ш Рис. 2. Рабочий интерфейс программы Сига
Сравнительную оценку на основе СЭМ-анализа разрушений трех типов зубчатых колес - изготовленных из стали 20ХЗМВФ-Ш традиционным способом с поверхностным цементированием, из полиоксиметилена методом порошкового прессования и 3D-printed из АБС полимера - проводили на автоэмиссионном растровом электронном микроскопе JSM 7500F (JEOL, Япония) при ускоряющем напряжении 10 кВ. Пространственное разрешение составило не менее 1 нм. Для снижения зарядки и предотвращения разрушения под электронным пучком непроводящих образцов осуществляли предварительное напыление на поверхность зубчатого колеса слоя платины (около 10-12 нм толщиной) при давлении не менее 10-1 Па в установке напыления магнетронного типа AutoFineCoater JFC-1600).
В программной среде SolidWorks в формате STL (стереолитографии) было спроектировано вышедшее из строя зубчатое колесо проявочного процессора печатных CtP-пластин Glunz&Jensen Interplater 85/135 (Академ-издатцентра Наука РАН (Россия)).
Предварительную подготовку спроектированного зубчатого колеса проводили в программе Cura (разработчик Ultimaker). Последующую печать осуществляли на 3D-принтере A8 Anet (Китай). Для печати зубчатого колеса использовали филамент на основе АБС-пластика диаметром 1,75 мм (FD Plast, Россия).
АБС-пластик выбран в качестве полимер-основы в связи с его высокой химической стойкостью к щелочным растворам силиката натрия (Na2SiO3). Параметры печати приведены в табл. 1, погрешность изготовления детали составила не более ~ 1.2 %.
ТАБЛИЦА 1 ПАРАМЕТРЫ ПЕЧАТИ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
Параметр Значение
1 Высота слоя 0.4 мм
3 Толщина линии стенки 0.8 мм
4 Плотность заполнения 100%
6 Температура печати первого слоя 250°С
ОКОНЧАНИЕ ТАБЛИЦЫ 1
8 Температура стола для печати первого слоя 70°С
9 Диаметр филамента 1.75 мм
10 Поток 100%
11 Скорость печати 42 мм/с
12 Скорость печати стенок 21 мм/с
13 Скорость печати поддержек 42 мм/с
15 Скорость перемещения 60 мм/с
18 Генерация поддержек Размещение поддержек от стола, угол нависания поддержки 50°, шаблон поддержек «Сетка», плотность поддержек 40 %
Фторирование отпечатанного на 3D-принтере зубчатого колеса проводили по разработанной методике [11]. Контроль фторирования проводили методом нарушенного полного внутреннего отражения на ИК-Фурье спектрометре FT-801 компании Simex, оснащенном приставкой НПВО с элементом из селенида цинка.
Коэффициент трения и износостойкость исходного и фторированного зубчатого колеса определяли в соответствии с ТУ 4271-001-29034600-2004 на машине трения МТУ-01 (Россия) в режиме «сухого трения» посредством вращения прижатого с усилием в 35±2 Н кольцевого стального индентора (сталь 45, класс чистоты поверхности 6 (Ra=1,3-2,0 мкм)) к поверхности исследуемого образца (площадь контакта 1,9 см2) при скорости вращения индентора 200 об/мин в течение 15 мин. Температура в зоне трения не превышала ~27±2 °С. Контроль износа определяли гравиметрически на аналитических весах ViBRA HT 224RCE.
III. Результаты
Результаты моделирования и СЭМ-анализа представлены на рис 3-20.
По итогам численного моделирования (рис. 3, 4, 9,10, 15, 16) не было выявлено существенных различий в картинах возможных разрушений при малых нагрузках на зубчатую пару, тогда как, согласно СЭМ-изображениям, морфология разрушений различна.
Так, на стальных зубьях присутствуют преимущественно локальные сколы (изломы) активной поверхности и вершин зубов (рис. 5, области 2-3) сложной геометрической формы с различными по структуре областями, среди которых присутствуют как зернистая (рис. 6) с различным размером зерен (0,5 до 4 мкм), так и слоистая структуры (рис.7); усталостное выкрашивание (рис. 5, область 4) по ХХ и задиры на поверхности вершин и впадин зубов. Характер зерен активной поверхности зуба и излома отличается - на сколе зерна преимущественно правильной, вытянутой в одном направлении пластинчатой формы перемежаются с крупными областями (до 50 мкм). Морфология разрушений в значительной степени соответствует смоделированным картинам (рис 3-4). Помимо описанных разрушений, также наблюдается разрушение цементирующего слоя.
Для зубчатого колеса, изготовленного по порошковой технологии, наблюдаются многочисленные изломы по основанию зубов (рис. 11-12), изломы вершин зубов также зафиксированы. Макроформа изломов типична и также не противоречит смоделированной картине (рис. 9-10). В структуре излома наблюдаются геометрические неоднородности, не характерные для металлических зубчатых колес, что обусловлено гетерогенностью использованного полимерного материала - наличием структурных образований различного характера - ленточных, трубчатых, без определенной геометрической форме, и присутствием полостей микронных размеров во внутренней структуре зубьев (рис. 13-14). Данные полости являются причиной уменьшения расчетного срока службы зубчатой пары.
Для 3D-printed колес при моделировании не была учтена более сложная геометрия зуба, обусловленная особенностями послойной 3D-печати, а именно периодический рельеф с шагом около 350 мкм в направлении 3D-печати (рис. 2), сопоставимый с высотой слоя (табл. 1), с близкими к округлой форму выступами относительно базовой линии высотой 100-150 мкм (рис. 17).
В межслойных участках изготовленных зубчатых колес зафиксированы трещины вдоль рельефа с наличием углублений и нависаний преимущественно с одной стороны с выраженной неоднородностью состава. Кроме того, в структуре разрушенных зубов проявились многочисленные внутренние глубокие полости в местах соединения отпечатанных слоев (рис. 17).
В процессе эксплуатации 3D-printed колес обнаружены как деформация полимера, так и сломы активной поверхности вершин зубьев (рис.18-20). На СЭМ-изображениях присутствуют ориентированные, вытянутые в перпендикулярном направлении печати и, соответственно, в параллельном направлении вращению зубчатого
колеса, полимерные тяжи и нити толщиной в 1-3 мкм (рис. 20). Данный характер разрушения в целом нетипичен для таких жестких полимеров, как ABS или PLA, но может быть связан с деформационными характеристиками АБС и его морфологическими изменениями при хранении.
Дополнительно в структуре сколов присутствуют волнообразные образования толщиной порядка 10-15 мкм вдоль направления перемещения головки 3D-принтера. Также в структуре скола 3D-printed колес обнаружены стохастически расположенные микрополости (рис.19), возникновение которых, по всей вероятности, уже связано с негомогенной структурой филамента АБС-полимера и технологическим процессом послойной и пока-пельной FDM 3D-печати и температурными скачками при плавлении и затвердении полимера.
Заметим, что на неравномерность нагружения колес, значительно отличающегося от предполагаемого указывали авторы [1], однако причины возникновения несоответствия определены не были.
Полученные результаты также дополняют исследования, представленные в [11-13].
Таким образом, полученные данные СЭМ при наличии статистически достаточного числа анализируемых разрушений позволят обоснованно корректировать параметры моделирования усталостного разрушения 3D-printed зубчатых колес, а также технологического процесса 3D-печати.
Рис. 3. Поля нормальных напряжений для зубчатого колеса из стали
-Г-.'..-..- .,ffîfè
\л
■■ lOOpm HSPM 3/24/2017
5.0JCV LEI 124 WD 17.1-
Рис. 5. СЭМ скола зубчатого колеса из стали
Рис. 7. СЭМ изображение слоистой структуры скола зубчатого колеса из стали
Рис. 4. Касательные напряжения для зубчатого колеса из стали
Рис. 6. Морфология поверхности скола стального зубчатого колеса
Рис. 8. СЭМ изображение структуры скола зубчатого колеса из стали
Рис. 9. Поля нормальных напряжений для зубчатого колеса из полиоксиметилена
ЖН
шт?
■■ ЮОцт МовРо1у 6/29/2018
X 35 1.00кУ ЬЕ1 ЬМ НО 18.0шт
Рис. 11. СЭМ-изображение полмерного зубчатого колеса
Рис. 10. Поля касательных напряжений для зубчатого колеса из полиоксиметилена
Рис. 12. СЭМ-изображение разрушения зуба из полиоксиметилена у основания
Рис. 13. СЭМ - изображение структуры скола разрушенного полимерного зубчатого колеса
Рис. 14. СЭМ - изображение структуры полостей на сколе разрушенного полимерного зубчатого колеса
Рис. 15. Поля нормальных напряжений для 3D - изготовленного зубчатого колеса
Рис. 16. Касательные напряжения для 3D - изготовленного зубчатого колеса
Рис. 17. СЭМ-изображение изготовленного вершины зуба 3D - изготовленного зубчатого колеса и внутреннего дефекта разрушенного зубчатого колеса (вверху).
Рис. 18. СЭМ-изображение вершины зуба 3D - изготовленного разрушенного зубчатого колеса
Рис. 19. СЭМ-изображение скола 3D - изготовленного зубчатого колеса
Рис. 20. СЭМ-изображение деформации полимера 3D - изготовленного зубчатого колеса
Модификация
На рис. 21 представлены гистограммы статического коэффициента трения при испытании исходных и фторированных в течение 60, 180 минут зубчатых колес в условиях сухого трения по стали 6 класса шероховатости, на рис. 22 представлены гистограммы износа зубчатых колес в тех же условиях.
Рис. 21. Гистограмма статического коэффициента
трения 3D - printed зубчатого колеса. 1- исходный; 2 - фторированный в течение 60 мин; 3 - фторированный в течение 180 мин
Рис. 22. Гистограмма износа 3D - printed зубчатого колеса. 1- исходный;
2 - фторированный в течение 60 мин.;
3 - фторированный в течение 180 мин
Качество процесса модификации зубчатого колеса на основе АБС-пластик фторированием подтверждалось методами ИК-спектроскопии. ИК-спектры (рис. 23) исходного зубчатого колеса не содержат дополнительных полос поглощения, а после фторирования образуется полоса в области 950-1300 см1, которая связана с пере-
крыванием полос поглощения С-Рх групп (где х = 1, 2 и 3), и образуются полосы разной интенсивности в области 1600-1850 см-1, свидетельствующие об образовании в полимерной цепи карбонильных групп разного строения за счет присутствующего в газообразном фторе небольшого технологического количества кислорода. В целом, ИК-спектры свидетельствуют об успешном проведении процесса модификации.
Контроль влияния фторирования на коэффициент трения скольжения и износ в режиме «сухого трения» 3D-зубчатого колеса на основе АБС-пластика (рис. 21-22) показали, что поверхностное фторирование приводит к снижению этих показателей. Так, коэффициент трения снижается с 0.5 до 0.3, а износ уменьшается почти в 2 раза, что, в свою очередь, обусловлено образованием фторированного слоя [7]. Исходя из вышеизложенного можно предположить, что рабочий ресурс зубчатого колеса на основе АБС-пластика благодаря модификации можно существенно увеличить.
1— Еолкик чша
мм *'х -мо нео у-х ям ноо ияо ;мо :мс :«» :мс и-'« 1400 :4во 1:» 1У» ко мо
Рис. 23. ИК-спектры 3D-printed зубчатого колеса, 1- исходный;
2 - фторированный в течение 60 мин; 3 - фторированный в течение 180 мин
IV. Заключение
В работе проведено компьютерное моделирование и СЭМ-контроль мест разрушения стальных, полимерных и изготовленных 3D-печатью колес. Показана корректность компьютерного моделирования механического усталостного разрушения стальных зубчатых колес и, в меньшей степени, полимерных вследствие неоднородности их внутренней структуры. SEM-контроль выявил специфическую неравномерную форму поверхности зубчатых колес с значительными неточностями, наличием внутренних полостей и присутствием деформированных областей АБС-полимера. Показано, что используемый тип моделирования усталостного разрушения 3D-печатных полимерных зубчатых колес требует коррекции. Проведено испытание фторирования поверхности с целью снижения коэффициента трения 3D-печатных зубчатых колес.
В результате модификации зубчатых колес образовался поверхностный слой, приведший к уменьшению износа вдвое до 0,3. Поскольку эксперименты, представленные в этой статье, выполнены только для трех различных материалов, предполагается проведение дальнейших исследований. В институтах авторов проводятся работы как по изготовлению полимерных шестерен, так и по модификации их поверхности.
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант №18-33-01093. Авторский коллектив выражает благодарность Академиздатцентру "Наука" РАН за оказанное содействие в проведении исследований и предоставленный доступ к полиграфическому оборудованию.
Список литературы
1. Farstad J. M. G., Netland Q., Welo T. Surface friction of rapidly prototyped wheels from 3D-printed thermoplastic elastomers: An experimental study // Procedia CIRP. 2017. Vol. 60. P. 247-252.
2. Chaubey S. K., Jain N. K. State-of-art review of past research on manufacturing of meso and micro cylindrical gears // Precision Engineering. 2018. Vol. 51. P. 702-728.
3. Kumar K., Arul S., Sriram G., Mani V. N., Kumar V. P. Investigating of pitting formation on gear tooth and evaluating life time of gears using SEM // Intern. J. Current Engineering and Scientific Research. 2016. Vol. 3(6). P. 96-103.
4. Srinivasan R. K. Characterization and testing of 3D printed sprockets // Solid Freeform Fabrication: Conf. Proceedings (Austin). 2016. P. 1768-90.
5. Morales-Espejel G. E., Rycerz P., Kadiric A. Prediction of micropitting damage in gear teeth contacts considering the concurrent effects of surface fatigue and mild wear // Wear. 2018. Vol. 398-399. P. 99-115.
6. Casavola C., Cazzato A., Moramarco V., Pappalettera G. Residual stress measurement in Fused Deposition Modelling parts // Polymer Testing. 2017. Doi:10.1016/j.polymertesting.2017.01.003.
7. Zhang J., Wang X. Z., Yu W.W., Deng Y. H. Numerical investigation of the influence of process conditions on the temperature variation in fused deposition modeling // Materials & Design. 2017. Doi: 10.1016/ j.matdes.2017.05.040.
8. Bandyopadhyay A., Heer B. // Additive manufacturing of multi-material structures // Materials Science & Engineering R. 2018. Vol. 129. P. 1-16.
9. Fuentes-Aznar A., Gonzalez-Perez I. Mathematical definition and computerized modeling of spherical involute and octoidal bevel gears generated by crown gear // Mechanism and Machine Theory. 2016. Vol. 106. P. 94-114.
10. Prakash K.S. Additive Manufacturing Techniques in Manufacturing - An Overview // Materials Today: Proceedings. 2018. Vol. 5. P. 3873-388.
11. Reddy V. et al. Study on surface texture of Fused Deposition Modeling // Procedia Manufacturing. 2018. Vol. 25. P. 389-396.
12. Bahr F. [et al.]. Correlations between Influencing Parameters and Quality Properties of Components Produced by Fused Deposition Modeling // Procedia CIRP. 2018. Vol. 72. P. 1214-1219.
13. Tronvoll S. A. [et al.]. Dimensional accuracy of threads manufactured by fused deposition modeling // Procedia Manufacturing. 2018. Vol. 26. P. 763-773.
14. Casavola C., Cazzato A., Moramarco V., Pappalettera G. Residual stress measurement in Fused Deposition Modelling parts // Polymer Testing. 2017. Doi:10.1016/j.polymertesting.2017.01.003.
15. Fritz R., Kiener D. Development and application of a heated in-situ SEM micro-testing device // Measurement. 2017. Vol. 110. P. 356-366.
16. Varepo LG, Nagornova IV, Trapeznikova O V Application of Electron Microscopy Method for Quality Control of Paint Coating Surface // Procedia Engineering. 2015. Vol.113. P. 357-361.
17. Nagornova I. V., Varepo L. G., Babluyk E. B., Kondratov A. P. The SEM Application for Diagnostics of Polyethylene Films Suitability for Information Recording by Thermal Printing// Procedia Engineering. 2016. Vol.152. P. 464-468.
18. Nazarov V. G., Volynskii A. L., Yarysheva L. M. Transformation of the modified layer of fluorinated polyole-fins under stretching // Polymer Science A. 2012. Vol. 54. P. 679.
19. Anderson-Wile A. M., Edson J. B., Coates G. W. Living Transition Metal-Catalyzed Alkene Polymerization: Polyolefin Synthesis and New Polymer Architectures // Polymer Science: A Comprehensive Reference. 2012. Vol. 3. P. 739-778.
20. Qiao Y., Yin X., Zhu T., Li H., Tang C. Dielectric polymers with novel chemistry, compositions and architectures // Progress in Polymer Science. 2018. Vol. 80. P. 153-162.
УДК 621.713
СИСТЕМА ДОПУСКОВ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ МАКСИМУМА МАТЕРИАЛА И ИХ КОНТРОЛЬ КАЛИБРАМИ
TOLERANCE SYSTEM FOR MAXIMUM MATERIAL LINEAR SIZES AND THEIR INSPECTION BY CALIBERS
В. И. Глухов, В. А. Гриневич, В. В. Шалай
Омский государственный технический университет, Омск, Россия
V. I. Glukhov, V. A. Grinevich, V. V. Shalay
Omsk State Technical University, Omsk, Russia
Аннотация. Работа посвящена актуальной теме обеспечения качества технических изделий по точности геометрических характеристик. Цель работы состоит в разработке предложений по совершенствованию системы допусков и посадок для линейных размеров в международном стандарте ISO 286-1. Задача работы заключается в повышении уровня адекватности модели допуска линейного размера для реальных размерных элементов деталей. Два размера размерного элемента - размер максимума материала и размер минимума материала - являются основными понятиями Taylor F.W. принципов. Разность разме-
