| DOI | https://doi.org/10.15407/pmach2021.03.070 |
| Журнал | Проблемы машиностроения |
| Издатель | Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины |
| ISSN | 2709-2984 (print), 2709-2992 (online) |
| Выпуск | Том 24, № 3, 2021 (сентябрь) |
| Страницы | 70–75 |
Авторы
Т. И. Шейко, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: sheyko@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0003-3295-5998
К. В. Максименко-Шейко, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина (61022, Украина, г. Харьков, площадь Свободы, 4), e-mail: m-sh@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0002-7064-2442
Аннотация
В данной статье на основе теории R-функций разработаны методики и построены уравнения для моделирования винтов с шестигранной головкой и шлицами Bristol, Pentalobe, Polydrive и др., применяемые как в персональных компьютерах, так и в другом оборудовании высокого класса, для их последующей печати на 3D-принтере. Шлиц Bristol имеет четыре или шесть радиальных лучей-углублений. Преимуществом конструкции данного шлица является правильный перпендикулярный, а не касательный вектор приложения силы при вращении шлица инструментом, что минимизирует опасность его срыва. По этой причине шлиц Bristol используется в винтах из мягких металлов. По сравнению с внутренним шестигранником шлиц Bristol допускает заметно больший крутящий момент, лишь немногим более такового у шлица Torx. Этот тип шлицов используется в авиации, телекоммуникационном оборудовании высокого класса, камерах, воздушных тормозах, сельхозтехнике, астрономическом оборудовании и зарубежной военной технике. Разновидности со штифтом в центре встречаются в игровых приставках, для предотвращения использования плоской шлицевой отвертки как импровизированного ключа. Шлиц Pentalobe – пятилучевой шлиц, разработанный компанией Apple и используемый ею в своих продуктах для ограничения несанкционированной разборки. Впервые использован в середине 2009 года для крепежа аккумулятора MacBook Pro. Миниатюрная версия использовалась в iPhone 4 и последующих моделях, в MacBook Air (в моделях с конца 2010), в MacBook Pro с экранами Retina. Шлиц Polydrive представляет собой звездообразный шлиц с закругленными вершинами звезды. Применяется в автомобильной промышленности для задач, требующих высокого момента затяжки. Шлиц Torq-set – крестообразный шлиц для крепежа с высоким моментом затяжки. Пазы немного смещены и не пересекаются в одной точке. Крепеж с данным видом шлица используется в военной авиации, например в E-3, P-3, F-16, Airbus, Embraer и Bombardier Inc. Компания Phillips Screw Company владеет торговой маркой и производит крепеж с данным видом шлица. Стандартами, описывающими конструкцию шлица, являются National Aerospace Standard NASM 33781 и NASM 14191 для ребристой версии. Полученные уравнения для поверхностей винтов были проверены в ходе моделирования последних перед печатанием на 3D-принтере. Технология 3D-печати позволяет снизить себестоимость и трудоемкость изготовления продукции, в том числе винтов со сложными шлицами. Аналитическая запись проектируемых объектов дает возможность использовать буквенные геометрические параметры, сложные суперпозиции функций, что, в свою очередь, позволяет оперативно изменять их конструктивные элементы. Свойство положительности построенных функций во внутренних точках объекта весьма удобно для реализации 3D-печати.
Ключевые слова: R-функции, математическая модель, винт, шлиц,
3D-печать.
Полный текст: загрузить PDF
Литература
- 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.
Поступила в редакцию 26 июля 2021 г.