ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Изложены результаты исследования фактической точности оболочки стабилизирующей секции опытного образца геохода. Работа содержит краткий обзор ряда подходов к моделированию механизмов формирования погрешностей кольцевых сегментных изделий и определению их фактической точности. Сформулирована задача экспериментальной проверки допущений, принимаемых при моделировании. Проведенное в статье исследование выполнено на основе экспериментальных данных, полученных путем координатного контроля оболочки опытного образца геохода. Для анализа экспериментальных данных, создания математических моделей, их исследования, визуализации данных и формирования отчетов разработано специальное программное обеспечение. Анализ данных проводился путем математического моделирования поверхности оболочки стабилизирующей секции в целом и поверхностей каждого отдельного сектора. Полученные математические модели основаны на аппроксимации наборов точек, полученных в процессе координатного контроля, цилиндрическими поверхностями. В статье показано, что, по меньшей мере, значительная часть отклонений геометрической формы оболочки секции (от 30,3 до 52,3 %) объясняется погрешностями расположения секторов и погрешностями их радиусов. На основе выполненного моделирования были определены абсолютные величины соответствующих погрешностей и действительные значения размеров и отклонений. Исследования подтвердили возможность обеспечения заданной точности поверхности оболочки при реализации технологии сборки, использованной в опытном производстве. В то же время близость фактических величин отклонений к предельно допустимым значениям может привести к проблемам в обеспечении стабильного качества корпусных изделий геохода в серийном производстве. Проведен корреляционный анализ данных координатного контроля и статистический анализ рядов остатков разработанных моделей. Корреляционный анализ подтвердил зависимость отклонений экспериментальных точек от их цилиндрических координат, что подтверждает значимость погрешности расположения секторов в отклонениях от геометрической точности оболочки. Результаты статистического анализа рядов остатков моделей показал, что погрешности расположения секторов и погрешности их радиусов не являются единственными значимыми факторами в формировании неточностей оболочки стабилизирующей секции.

Список литературы
1. Efremenkov A.B. Forming the subterranean space by means of a new tool (geohod) // Proceedings of the 6th International Forum on Strategic Technology (IFOST–2011), Harbin, 22–24 August 2011. – Harbin, 2011. – Vol. 1. – P. 348–350. – doi: http://dx.doi.org/10.1109/IFOST.2011.6021037.

2. Аксенов В.В., Бегляков В.Ю., Капустин А.Н. Анализ несущих конструкций (корпусов) известных технических систем применимых в качестве корпуса (носителя) геохода // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2014. – № 6 (106). – С. 34–36.

3. Капустин А.H. Предпосылки разработки формы корпуса геохода // Проблемы геологии и освоения недр: труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 150-летию со дня рождения академика В.А. Обручева и 130-летию академика М.А. Усова, основателей Сибирской горно-геологической школы, 1–6 апреля 2013 г., г. Томск: в 2 т. – Томск, 2013. – Т. 2. – С. 320–321.

4. Вальтер А.В., Аксенов В.В. Варианты обеспечения точности оболочек и собираемости корпусов геохода // Механики XXI веку. – 2015. – № 14. – С. 89–92.

5. Аксенов В.В., Вальтер А.В., Бегляков В.Ю. Обеспечение геометрической точности оболочки при сборке секций геохода // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2014. – № 4 (65). – С. 19–28.

6. Straight-build assembly optimization: a method to minimize stage-by-stage eccentricity error in the assembly of axisymmetric rigid components (two-dimensional case study) / T. Hussain, Z. Yang, A.A. Popov, S. McWilliam // Journal of Manufacturing Science and Engineering. – 2011. – Vol. 133, iss. 3. – P. 031014/1–031014/9. doi:10.1115/1.4004202.

7. Memon M., Hussain T., Memon Z.A. Minimizing assembly errors by selecting optimum assembly sequence in the assembly of a rigid circular structure // Mehran University Research Journal of Engineering & Technology. – 2012. – Vol. 31, iss. 4. – P. 743–754.

8. Безъязычный Б.Ф., Непомилуев В.В. Некоторые проблемы современного сборочного производства и перспективы их преодоления // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2009. – № 8 (109). – С. 18–25.

9. Аксенов В.В., Вальтер А.В., Лагунов С.Е. Настройка положения опор методом триангуляции при сборке секций геохода // Технологии и материалы. – 2015. – № 1. – С. 31–36.

10. Lowth S., Axinte D.A. An assessment of “variation conscious” precision fixturing methodologies for the control of circularity within large multi-segment annular assemblies // Precision Engineering. – 2014. – Vol. 38. – P. 379–390. – doi:10.1016/j.precisioneng.2013.12.004.

11. Mian S.H., Al-Ahmari A. Enhance performance of inspection process on coordinate measuring machine // Measurement. – 2014. – Vol. 47 . – P. 78–91. – doi: 10.1016/j.measurement.2013.08.045.

12. An exploration into measurement consistency on coordinate measuring machines / P. Saunders, A. Wilson, N. Orchard, N. Tatman, P. Maropoulos // Procedia CIRP. – 2014. – Vol. 25 . – P. 19–26. – doi:10.1016/j.procir.2014.10.005.

13. Zone-Ching Lin, Wen-Jang Wu. Multiple linear regression analysis of the overlay accuracy model // IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing. – 1999. – Vol. 12, iss. 2 . – P. 229–237. – doi: 10.1109/66.762881.

14. Nievergelt Y. Fitting cylinders to data // Journal of Computational and Applied Mathematics. – 2013. – Vol. 239. – P. 250–269.

15. Modeling statistic distributions for nonparametric goodness-of-fit criteria for testing complex hypotheses with respect to the inverse Gaussian law / B.Y. Lemeshko, S.B. Lemeshko, M.S. Nikulin, N. Saaidia // Automation and Remote Control. – 2010. – Vol. 71. – N 7. – P. 1358–1373. – doi: 10.1134/S000511791007009X.

16. Kendall M.G., Stuart A. The advanced theory of statistics. Vol. 3. Design and analysis, and time-series. – 2nd ed. – London: Charles Griffin, 1968. – 567 p. – ISBN 0852640692. – ISBN 978-0852640692.

17. Durbin J., Watson G.S. Testing for serial correlation in least squares regression. III // Biometrika. – 1971. – Vol. 58, iss. 1. – P. 1–19.

18. Вальтер А.В. Программное обеспечение автоматизированного анализа кинематики процесса резания // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2008. – № 1. – С. 18–19.

19. Walter A.V., Aksenov V.V. Determining deviations in geometry of the geokhod shells // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 770. – P. 439–444. – doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.770.439.

20. Вальтер А.В., Аксенов В.В. Определение отклонений геометрической формы оболочек корпусных изделий геохода // Актуальные проблемы современного машиностроения: сборник трудов Международной научно-практической конференции. – Томск: ТПУ, 2014. – С. 165–170.

21. Jiao Y., Djurdjanovic D. Compensability of errors in product quality in multistage manufacturing processes // Journal of Manufacturing Systems. – 2011. – Vol. 30, iss. 4. – P. 204–213. – doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.770.439.

22. Шилин А.Н., Петров С.А., Заярный В.П. Автоматизация определения оптимальных условий сборки корпусов нефтегазового оборудования // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2010. – № 6 (119). – С. 10–14.