| DOI | https://doi.org/10.15407/pmach2021.03.070 |
| Журнал | Проблеми машинобудування |
| Видавець | Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| ISSN | 2709-2984 (print), 2709-2992 (online) |
| Випуск | Том 24, № 3, 2021 (вересень) |
| Сторінки | 70–75 |
Автори
Т. І. Шейко, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: sheyko@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0003-3295-5998
К. В. Максименко-Шейко, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна (61022, Україна, м. Харків, майдан Свободи, 4), e-mail: m-sh@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0002-7064-2442
Анотація
У даній статті на основі теорії R-функцій розроблено методики і побудовано рівняння для моделювання гвинтів із шестигранною головкою та шліцами типу Bristol, Pentalobe, Polydrive та ін., які застосовуються як в персональних комп’ютерах, так і в іншому обладнанні високого класу, для їхнього подальшого друку на 3D-принтері. Шліц типу Bristol має чотири або шість радіальних променів-заглиблень. Перевагою конструкції даного шліца є правильний перпендикулярний, а не дотичний вектор прикладання сили при обертанні шліца інструментом, що мінімізує небезпеку його зриву. Через це шліц Bristol використовується в гвинтах з м’яких металів. Порівняно з внутрішнім шестигранником шліц Bristol допускає помітно більший крутний момент, лише трохи більше такого, ніж у шліцах Torx. Цей тип шліців використовується в авіації, телекомунікаційному обладнанні високого класу, камерах, повітряних гальмах, сільгосптехніці, астрономічному обладнанні та зарубіжній військовій техніці. Різновиди зі штифтом в центрі зустрічаються в ігрових приставках, для запобігання використанню плоскої шліцьової викрутки як імпровізованого ключа. Шліц Pentalobe – п’ятипроменевий шліц, розроблений компанією Apple і використовуваний нею в своїх продуктах для обмеження несанкціонованого розбирання. Вперше використаний в середині 2009 року для кріплення акумулятора MacBook Pro. Мініатюрна версія використовувалася в iPhone 4 і подальших моделях, в MacBook Air (в моделях з кінця 2010 р.), в MacBook Pro з екранами Retina. Шліц Polydrive – зіркоподібний шліц з заокругленими вершинами зірки. Застосовується в автомобільній промисловості для задач, що вимагають високого моменту затягування. Шліц Torq-set – хрестоподібний шліц для кріплення з високим моментом затяжки. Пази трохи зміщені і не перетинаються в одній точці. Кріплення з даним видом шліца використовується у військовій авіації, наприклад в E-3, P-3, F-16, Airbus, Embraer і Bombardier Inc. Компанія Phillips Screw Company володіє торговою маркою і виробляє кріплення з даним видом шліца. Стандартами, що описують конструкцію шліца, є National Aerospace Standard NASM 33781 і NASM 14191 для ребристої версії. Отримані рівняння для поверхонь гвинтів було перевірено в ході моделювання останніх перед друком на 3D-принтері. Технологія 3D-друку дозволяє знизити собівартість і трудомісткість виготовлення продукції, в тому числі гвинтів зі складними шліцами. Аналітичний запис проектованих об’єктів дає можливість використовувати буквені геометричні параметри, складні суперпозиції функцій, що, в свою чергу, дозволяє оперативно змінювати їх конструктивні елементи. Властивість позитивності побудованих функцій у внутрішніх точках об’єкта є дуже зручною для реалізації 3D-друку.
Ключові слова: R-функції, математична модель, гвинт, шліц, 3D-друк.
Література
- Requicha A. A. G. Representations for rigid solids: theory, methods, and systems. Computing Surveys. 1980. Vol. 12. No. 4. P. 437–464. https://doi.org/10.1145/356827.356833.
- Requicha A. A. G., Voelcker H. B. Solid modeling: a historical summary and contemporary assessment. IEEE Computer Graphics and Appl. 1982. Vol. 2. Iss. 2. P. 9–24. https://doi.org/10.1109/MCG.1982.1674149.
- Requicha A. A. G., Voelcker H. Solid modeling: current status and research directions. IEEE Computer Graphics and Appl. 1983. Vol. 3. Iss. 7. P. 25–37. https://doi.org/10.1109/MCG.1983.263271.
- Рвачев В. Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения. Киев: Наук. думка, 1982. 552 с.
- Максименко-Шейко К. В. R-функции в математическом моделировании геометрических объектов и физических полей. Харьков: ИПМаш НАН Украины, 2009. 306 с.
- Sheyko T. I., Maksymenko-Sheiko K. V., Morozova A. I. Screw-type symmetry in machine components and design at implementation on a 3D printer. J. Mech. Eng. – Problemy Mashynobuduvannia. 2019. Vol. 22. No. 1. P. 60–66. https://doi.org/10.15407/pmach2019.01.060.
Надійшла до редакції 26 липня 2021 р.