Так выглядит шток клапана, с помощью которого регулируется подача пара на тепловых электростанциях после нескольких лет эксплуатации.
Большое количество трещин между соседними отверстиями в любой момент может привести к серьезной аварии. Дальнейшая эксплуатация этого штока недопустима. С просьбой о помощи в изготовлении этого изделия заказчик обратился в компанию «Б», подразумевая относительно простое решение этой задачи.
Этот шток имеет вес 125 кг и изготавливается из жаропрочной низколегированной стали 12Х1МФ перлитного класса, которая применяется для изготовления деталей, работающих при температуре до 580 °С в течении длительного времени.
На корпусе расположены две группы отверстий. И если с первой группой отверстий (336 отв.) все достаточно просто, они образуют сетку из семи параллельных рядов, то вторая группа (486 отв.) формирует сетку на основе винтовой линии.
Построение массива отверстий только на основе чертежных размеров показало, что такое построение некорректно и приводит к деформации сетки. Набегающая погрешность при таком количестве отверстий будет исчисляться в миллиметрах, что совершенно не допустимо. И компания «Б» обратилась в “Ирисофт” за помощью в моделировании точных координат отверстий, расположенных на винтовой линии.
Сначала мы проверили чертежный размер шага отверстий. Он оказался округленным. На самом деле размер 18.76 оказался равным 18.75486.
Поскольку 3D модель в данном проекте необходима только для создания управляющих программ для ЧПУ станка, то было принято решение не моделировать геометрию всех отверстий. Для второй группы отверстий мы использовали массив точек, которые также, как и отверстия могут быть использованы для программирования сверлильных операций. Такая 3D модель существенно «легче» и по размеру файла и скорости отклика при манипулировании моделью в графическом окне.
Для формирования координат отверстий мы использовали спиральную кривую на основе уравнения и такой массив точек, который позволил однозначно определить задуманную конструктором сетку.
Для самоконтроля и контроля координат отверстий были смоделированы массивы кривых, образующих сетку. В узлах этой сетки и должны быть расположены отверстия.
На первом витке спирали диаметры отверстий не одинаковые, а изменяются от 3.8 мм до 11 мм. Чтобы не ошибиться при программировании сверления, где заканчиваются отверстия одного диаметра и начинаются другого, мы нанесли на 3D модель специальные метки, что также помогло не допустить ошибок.
Готовое изделие
Резюме проекта
Правильные решения при создании электронной 3D модели изделия позволили в кратчайшие сроки создать производственную сборку в среде Creo Parametric и разработать управляющие программы для безошибочного изготовления этой ответственной детали.