ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9344| Title: | «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Шахта для автомобільної Android-магнітоли»» |
| Authors: | Хижняк, Євген Валерійович Рожко, Олександр Юрійович |
| Keywords: | Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі |
| Issue Date: | 2023 |
| Abstract: | В ході виконання кваліфікаційної роботи, завданням якої було підготувати Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Шахта для автомобільної Android- магнітоли». Виконавець: здобувач групи ПМ-91 Рожко Олександр Юрійович Керівник: к.т.н., старший викладач Хижняк Євген Валерійович Робота складається з 4 розділів, 59 сторінок пояснювальної записки, 5-ти плакатів графічного матеріалу, 32-ох літературних джерел. Тематика кваліфікаційної роботи відповідає напряму підготовки, відповідно до спеціальності. Робота відповідає сучасному рівню розвитку технологій і науки. Суттю роботи було розроблення технологічних процесів і визначення параметрів обробки новітнім методом обробки. Також розроблення технологічної оснастки – пристосування для позиціювання та закріплення деталі в зоні обробки. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9344 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Комп`ютерне конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Рожко.pdf Restricted Access | 2.06 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Міністерство освіти і науки України Черкаський державний технологічний університет Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв До захисту допущено: Завідувач кафедри ТОМВ ____________Георгій КАНАШЕВИЧ «_____»_____________2023р. Пояснювальна записка до кваліфікаційної роботи бакалавра на тему: «Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Шахта для автомобільної Android-магнітоли»» Виконав: здобувач 4 курсу, групи ПМ-91 Спеціальності 131 – «Прикладна механіка» Освітня програма – «Комп’ютерне конструювання обладнання та розробка технологій машинобудування» Рожко Олександр Юрійович Керівник: к.т.н., ст.викладач Хижняк Є.В. Рецензент: Васильківський О.В., начальник виробництва МНВК ТОВ «Станко-Груп» м.Черкаси Засвідчую, що у кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань. Здобувач: __________________ підпис Черкаси 2023 р. Анотація В ході виконання кваліфікаційної роботи, завданням якої було підготувати Конструкторсько-технологічне забезпечення виготовлення деталі «Шахта для автомобільної Android- магнітоли». Виконавець: здобувач групи ПМ-91 Рожко Олександр Юрійович Керівник: к.т.н., старший викладач Хижняк Євген Валерійович Робота складається з 4 розділів, 59 сторінок пояснювальної записки, 5-ти плакатів графічного матеріалу, 32-ох літературних джерел. Тематика кваліфікаційної роботи відповідає напряму підготовки, відповідно до спеціальності. Робота відповідає сучасному рівню розвитку технологій і науки. Суттю роботи було розроблення технологічних процесів і визначення параметрів обробки новітнім методом обробки. Також розроблення технологічної оснастки – пристосування для позиціювання та закріплення деталі в зоні обробки. Annotation In the course of the qualification work, the task of which was to prepare the design and technological support for the production of the part " Shafts for car android radio ". Performer: winner of the group PM-91 Rozhko Oleksandr Yuriyovych Supervisor: Ph.D., senior teacher Khyzhniak Yevhen Valeriyovych The work consists of 4 chapters, 59 pages of explanatory note, 6 posters of graphic material, 32 literary sources. The topic of the qualification work corresponds to the direction of training, according to the specialty. The work corresponds to the modern level of technology and science development. The essence of the work was the development of technological processes and determination of processing parameters using the latest processing method. Also, the development of technological equipment - a device for positioning and securing the part in the processing area. 4 ЗМІСТ Вступ ................................................................................................................................. 7 1. Оглядовий розділ ................................................................................................ 8 1.1 Опис конструкції деталі........................................................................................ 8 1.2. Обґрунтування вибору матеріалу та його основні фізико-хімічні властивості ....................................................................................................................................... 9 1.3. Технологічні операції обробки деталі традиційними та високоефективними методами обробки. .................................................................................................... 12 1.3.1 Традиційні методи обробки: ....................................................................... 12 1.3.2 Новітні методи обробки............................................................................... 14 2. Технологічний розділ ............................................................................................ 17 2.1 Лазерна технологія .............................................................................................. 17 2.2 Класифікація лазерів ........................................................................................... 18 2.3 Одержання отворів .............................................................................................. 19 2.3.1 Вплив енергетичних характеристик ............................................................... 20 2.3.2 Вплив тимчасових характеристик .................................................................. 21 2.3.3 Вплив умов фокусування ................................................................................ 22 2.4 Розрахунок системи фокусування лазерного випромінювання ..................... 23 3 Конструкторський розділ .......................................................................................... 26 3.1 Вибір схеми базування та установлювальних елементів .................................... 26 3.2 Вибір пристосування для пост обробки корпусу аудіо приймача ..................... 29 3.3 Розрахунок приводу пристосування ..................................................................... 34 3.4 Обладнання для виготовлення деталі ................................................................... 35 4.Охорона праці ............................................................................................................. 39 4.1 Небезпечні і шкідливі виробничі фактори при використанні лазерів та лазерних установок ....................................................................................................... 39 4.2 Механізми дії лазерного випромінювання ........................................................... 43 4.3 Вплив лазерного випромінювання на очі ............................................................. 49 4.4. Вплив лазерного випромінювання на шкіряний покрив і внутрішні органи ..................................................................................................................................... 52 Висновок ........................................................................................................................ 56 Список використаних джерел ...................................................................................... 57 Вступ Лазерна технологія поряд з інформаційними та нанотехнологіями впевнено висунулася в число найбільш перспективних високих технологій - технологій 21 століття. На своєму початковому етапі розвитку в 70-ті , 80-ті роки цей напрямок науки і техніки цілком обґрунтовано пов'язувалося лише з технологією зварювання, різання і загартування металів і сплавів. Лазерний відпал напівпровідників, отримання нових сплавів, покриттів, аморфізація, напилення тонких плівок, модифікація властивостей поверхні, лазерно- плазмова технологія, стереолітографія, лазерна хімія і т.д. ще двадцять років тому були невідомі. Зараз кожен з цих процесів є самостійну, динамічну область дослідницької діяльності, яка переступила зі стадії первинних лабораторних експериментів у стадію нової, лазерної промислової технології. Висока інтенсивність лазерних джерел сприяє селективного розвитку фізико-хімічних процесів в поверхневому шарі матеріалів [28]. Забезпечуючи локальність і швидкість обробки, лазерна технологія призводить до прискорення перерахованих технологічних процесів, зниження кількості критичних операцій і, в кінцевому підсумку, до підвищення якості продукції порівняно з традиційними способами. Використання коротких і потужних імпульсів лазерного випромінювання для модифікації властивостей металевих матеріалів надзвичайно перспективно внаслідок реалізації аномально високих швидкостей нагріву і охолодження поверхні матеріалу, що поглинув випромінювання. Це визначає широкі можливості в створенні нових, унікальних за фізико-хімічними властивостями, структурних і фазових станів в металах і сплавах, які є цікавими об'єктами досліджень і практичних застосувань. Цими питаннями займається лазерно- плазмова технологія і технологія одержання металевого скла[14]. 7 1. Оглядовий розділ 1.1 Опис конструкції деталі Деталь являє собою пластину складної геометричної форми, яка повинна бути виготовлена з листового матеріалу товщиною 1 мм. До даної деталі, згідно з кресленням потрібно витримати технічні вимоги, такі як точно витримані кути, геометричні розміри, та скруглення, та невказані діаметри, розміри яких вказані в технічних вимогах. На цій деталі є наскрізний отвір, діаметр якого 13 мм. Присутні радіуси, яку обумовлюють контури деталі, які дорівнюють 3,5 мм, 7.5 мм, 12.5мм, 85 мм та 102,5 мм, прямі переходи заданої довжини, які ускладнюють виготовлення деталі традиційними методами. Дана деталь виготовляється за допомогою лазерного вирізання [2].. Умови експлуатації Деталі: Під час експлуатації деталь типу «Шахта для автомобільної Android- магнітоли» знаходиться на повітрі при статичному навантаженні до 300Н і температури нагрівання не більше 100˚С. Оскільки призначення конструкції – фіксувати в собі дорогоцінні деталі та зберігати їх від ушкодження, то матеріал з якого він виготовляється повинен забезпечувати достатню твердість і бути корозійностійким. Рис.1.1 Деталь «Шахта для автомобільної Android- магнітоли» 8 1.2. Обґрунтування вибору матеріалу та його основні фізико-хімічні властивості Для виготовлення деталі типу «Елемент компресора» можливо застосувати наступні матеріали: 1. Алюміній (АМг2); 2. Титан (ВТ1-0). 3. Сталь корозійностійка звичайна (08Х18Тч) Сплав АМГ2 - відносяться до системи Al - Mg - Mn - Si. Він має високу корозійну стійкість, добре зварюється точкової, роликового, газовим зварюванням. Сплав добре деформується в холодному і гарячому станах. Інтервал гарячої деформації знаходиться в межах 340-430 ° C, охолодження після гарячої деформації на повітрі. Термічною обробкою сплав незміцнюється: профілі з нього поставляються в гарячепресованих або отожженном станах. В таблиці 1.1 представлені основні механічні характеристики сталі АМг2[3]. Таблиця 1.1 - Характеристика АМг2 Тимчасов- Віднос- Границя Відносне Ударна Марка Твердість, ий опір не текучості видовження,δВ в’язкість сталі НВ розриву, звужен- σТ, мПа ,% , кДж/м2 σВ, мПа ня ψ,% АМг2 45 100 190 23 60 0,25 Завдяки цим властивостям його застосовують для виготовлення деталей, вироблених формуванням, глибокою витяжкою і деталей розрахованих для роботи під невеликим навантаженням, в тому числі в незначному агресивному корозійному середовищі. Також з нього виробляють тверді шини в електротехніці. Наступним можливим матеріалом для виготовлення деталі типу «Шахта для автомобільної Android- магнітоли» є титан марки ВТ1-0, основні механічні 9 характеристики якого наведені в таблиці 2 [3]. В таблиці 3 представлені основні механічні характеристики ВТ1-0 [3]. Таблиця 1.2.Характеристики ВТ1-0 Тимчасовий Відносне Віднос- Границя Ударна Марка Твердіст опір видовжен не текучості в’язкість сталі ьНВ розриву, σВ, -ня, звужен- σТ, мПа кДж/м2 мПа δВ,% ня ψ,% ВТ1-0 131-163 300-420 510 400-450 60 - Основні характеристики ВТ1-0 Цей метал володіє досить великою легкістю, високою щільністю, чудовою стійкістю до корозії з незначною зміною коефіцієнта теплового розширення. Сплав може бути використаний: Можна застосувати до дисків вимірювальних приладів, що працюють в середовищі контакту з солоною водою, бензином або олією, титан забезпечить кращу стійкість. Досліджується можливість застосування титану для виготовлення труб теплообмінників, які повинні володіти корозійну стійкість в морській воді, що омиває труби зовні, і одночасно протистояти впливу вихлопного конденсату, що протікає всередині них. Розглядається можливість виготовлення з титану антен і вузлів радіолокаційних установок, від яких потрібна стійкість до впливу димових газів і морської води. Титан може бути використаний і для виробництва таких деталей, як клапани, пропелери, деталі турбін і т. д. У нафто- і газобурільних областях серйозне значення має боротьба з корозією, тому застосування титану дозволить рідше замінювати штанги, які підлягають корозії. У процесі вироблення верхніх покладів нафти і газу, все більш затребуваним стає геофізичне обладнання, що витримує великий тиск (до 500 атм) в глибинних свердловинах. У каталітичному виробництві і для виготовлення нафтопроводів бажано 10 застосовувати титан ВТ1-0, який зберігає механічні властивості при високій температурі і володіє хорошою корозійної стійкістю. У електропромисловості титан можна застосувати для бронювання кабелів завдяки гарній питомої міцності, високому електричному опору і немагнітним властивостям [5]. У різних галузях промисловості починають застосовувати кріпильні деталі тієї чи іншої форми, виготовлені з титану ВТ1-0, ВТ6. Наступним можливим матеріалом для виготовлення деталі типу «Шахта для автомобільної Android- магнітоли» є корозійностійка звичайна (08Х18Тч), основні механічні характеристики якої наведені в таблиці 3 [3]. Таблиця1. 3. Характеристики сталі 08Х18Тч Тимчасовий Відносне Віднос- Границя Ударна Марка Твердіст опір видовжен не текучості в’язкість сталі ьНВ розриву, σВ, -ня, звужен- σ , мПа кДж/м2 Т мПа δВ,% ня ψ,% 08Х18Тч 150 186 450 35 40 170 Основні характеристики корозійностійкої звичайної сталі Для виготовлення предметів домашнього вжитку, обладнання харчової та легкої промисловості та інших виробів при температурі експлуатації до -20 град. Виходячи з умов експлуатації та вимог, що пред’являються до виробу я пропоную обрати корозійностійку звичайну сталь (08Х18Тч) Порівнюючи АМг2, ВТ1-0, 08Х18Тч ми можемо сказати, що ВТ1-0 коштує більше, ніж АМг2 та 08Х18Тч, але АМг2 не володіє фізико-механічними властивостями, такими як ударна в’язкість, агресивних середовищ. Хоча сталь 08Х18Тч має меншу твердість в порівнянні з іншими матеріалами, але має достатні властивості, щоб працювати в заданих умовах. Виходячи з даних умов експлуатації, в яких працюватиме дана деталь (температуру, середовище обробки та вібрації) та технічних умов (високу 11 теплопровідність і досить значну твердість) рекомендую обрати в якості матеріалу сталь корозійностійку звичайну сталь (08Х18Тч), тому що це дозволяє забезпечити технічні характеристики задані на кресленні. Деталь виготовлена з даного матеріалу забезпечить найбільш якісну експлуатацію та робочий ресурс. 1.3. Технологічні операції обробки деталі традиційними та високоефективними методами обробки. 1.3.1 Традиційні методи обробки: Одним з найбільш ефективних і сучасних способів обробки різних матеріалів є фрезерна різка ( фрезерування ) на верстатах з ЧПУ. Фрезерна обробка ( різка) на подібних верстатах дозволяє виконувати різання або фрезерування з високою точністю , яка доходить до 0,01 мм . При цьому можлива обробка великої кількості різноманітних типів матеріалів, таких як: пластики (оргскло, акрил, ПВХ і інші), будь-які типи деревини, композитні панелі, фанера, полікарбонат, камінь, кольорові метали і багато іншого. Рис.1.2 Станок для фрезерування заготовок Фрезерна різка застосовується в багатьох областях виробництва. Вона практично незамінна при виготовленні елементів зовнішньої реклами, при виготовленні меблевих фасадів і інших об'ємних декоративних елементів при 12 виготовленні меблів. Також вона успішно застосовується для виготовлення складних конструктивних елементів для різних приладів і верстатів. І в багатьох інших випадках, коли потрібна висока точність обробки. Обробка матеріалу проводиться фрезою, яка може обертатися зі швидкістю до 24000 оборотів в хвилину. Область обробки на координатно-фрезерувальних верстатах часто досягає 2 на 4 метри. Але при необхідності можливе «протягувати» матеріал на верстаті, якщо необхідно обробити область більшого розміру [6]. Сама фреза, якою здійснюється фрезерна різка або об'ємне фрезерування (гравіювання) може бути різного діаметру і типу. Наприклад, при різанні кольорових металів застосовуються чотирьохзахідні спіральні фрези, а при вибірці паза в дереві - двохзахідна сферична фреза. Радіусні кінцеві фрези часто застосовуються для декоративної обробки кромки заготовки. Рис. 1.3. Зображення фрези в процесі обробки заготовки Основними перевагами фрезерної різання (фрезерування) є: - висока швидкість різання, яка може досягати 18000 мм / хв.; - можливість обробки на задану глибину (об'ємна фрезерування, вибірка паза і т.д.) ; - можливість використання ріжучого інструменту різного розміру і типу ; - різання матеріалу великої товщини; - кромка при різанні не змінює свій колір; - широкий спектр оброблюваних матеріалів; 13 - невисока вартість різання і фрезерування; 1.3.2 Новітні методи обробки. Плазмова різка - сучасний, високоефективний і економічний спосіб різання металів. Роль різця бере на себе потік плазми (плазмова дуга). Принцип плазмового різання металу такий: створюється електрична дуга, в яку направляється потік інертного або активного газу, що знаходиться під високим тиском. Займання дуги здійснюють подачею імпульсу в кілька тисяч вольт або створюють умови короткого замикання. Охолодження форсунки здійснюють повітрям або рідиною. Рис. 1.4. зображення процесу різання металу за допомогою плазми Плазмова різка металу може виконуватися з високою якість завдяки можливості регулювати швидкість розрізання, струм, дистанцію різання і використовувати різного виду гази для отримання плазми і освіти захисного потоку. ЧПУ верстата зберігає всю інформацію, необхідну для використання, і при введенні початкових параметрів - товщини металу і його виду, всі наступні процеси здійснюються автоматично на базі скрипта. Впливу плазмової дуги піддаються всі види сплавів, в тому числі, тугоплавкі, і чисті метали. Залежно від типу металу - чорний або кольоровий (сплави, в тому числі, алюміній, нержавіюча сталь), його товщини в пристроях 14 або верстатах ЧПУ різання здійснюється із застосуванням активного газу (кисень) для першого типу матеріалу і інертного (аргон, водень, азот ) - для другого. Можливості плазмового різання 1. У порівнянні з іншими видами обробки - газопламенной або лазерного різання металу - в даному випадку досягається значна швидкість роботи, якщо мова йде про малих і середніх товщинах оброблюваних матеріалів. 2. Для різних видів металу існують деякі обмеження по їх товщині: низьковуглецевий сталь - 0,5-80 мм, нержавіюча сталь 1-160 мм, алюміній 1,5-160 мм. 3. Завдяки використанню шару захисних газів досягається достатня чистота зрізу: потужний потік газів здуває залишки розплавлених металів з робочої поверхні. 4. Обладнання для плазмового різання здатне виробляти розріз з кутом 45 ° (фаска) і проробляти отвори. 6. Точність обробки складає близько 0,5 мм. 7. Верстати для плазмового різання сприяють підвищенню безпеки праці та зниження рівня викидів в атмосферу. Ці можливості забезпечуються відсутністю продуктів згоряння. Якщо в якості захисної сорочки використовуються водяні пари, то вони перешкоджають попаданню в повітря пилу та оксидів азоту. Отвор на даній деталі можна отриматити традиційними методами обробки, а саме: свердлуванням отворів – за допомогою вертикально-свердлильного верстата, фрезеруванням – за допомогою вертикально-фрезерного верстата, методом відцентрового лиття, штамповкою[17] . Так як матеріал деталі є сталь корозійностійка звичайна (08Х18Тч)- даний метод обробки не забезпечить потрібні вимоги до отворів на деталі. Досить важко буде досягнути заданої шорсткості в зв’язку з швидким затупленням свердла, перенагріванням деталі та свердлильного інструмента. При перенагріванні деталі утворюються мікротріщини, які при експлуатації деталі і перебуванні в робочому середовищі можуть призвести до пошкодження деталі. Процес обробки буде досить трудомістким за рахунок заміни свердл та встановлення зенкера для отримання точного кута при виготовленні потая. 15 Контур даної деталі можливо вирізати методом фрезерування, застосовуючи фрези малого діаметра, на вертикально-фрезерному верстаті, однак на кресленні присутні елементи товщиною не більше одного міліметра, тому даний метод нас не задовольняє [8]. Однак, як було описано вище матеріалом деталі є корозійностійка звичайна сталь (08Х18Тч) – тому даний метод обробки не забезпечить потрібні вимоги до контура деталі. Досить важко буде досягнути заданої шорсткості в зв’язку з швидким перенагріванням деталі та фрези, не кажучи про додаткові витрати на оснастку, яка зробить процесс виготовлення ще дорожчим. Процес обробки буде досить трудомістким за рахунок геометрично складної форми деталі. Таким методом обробки практично неможливо отримати поставлені вимоги. Тому, пропоную в якості методу обробки обрати лазерне вирізання, ця технологія різки або вирізання з матеріалу за допомогою пучка лазерного проміння. Різка відбувається за рахунок плавлення матеріалу лазерним пучком. Даний метод уможливлює різку та вирізання з металу будь-яких потрібних форм, а також надрізання, граверування і маркування матеріалу, в тому числі жерсті, покритої плівкою. Оскільки лазерна різка проводиться безконтактним методом, можливе вирізання елементів з шліфованої та полірованої жерсті без пошкодження поверхні. Чергова перевага цього методу – значне обмеження впливу температури на матеріал обробки, завдяки чому не змінюється структура матеріалу. Технологія лазерної різки відрізняється бездоганною якістю та одночасно максимальною швидкістю обробки. Точність обробки у випадку багатьох видів металів – в межах +/- 0,1 мм. Завдяки цьому вирізані лазером деталі – це, як правило, фінальний продукт, що не вимагає ніякої додаткової обробки. Крім цього, метод лазерної різки гарантує ідеальне відтворювання форми навіть найбільш складних деталей незалежно від об'єму виготовленої партії. Спеціальне програмне забезпечення пристрою уможливлює максимальну оптимізацію розміщення елементів, що вирізатимуться, на листі, завдяки чому мінімізується кількість відходів [9]. 16 2. Технологічний розділ 2.1 Лазерна технологія Схеми використання лазерів в технологічними процесами зазвичай є досить прості. Лазерне випромінювання фокусується у визначений ділянку оброблюваної деталі. Частину його ще з допомогою спеціального дзеркала, поставленого по дорозі променя, може виділяється на вимірювальну апаратуру контролю параметрів випромінювання у процесі опрацювання. Дзеркало напівпрозоре, тому більшість випромінювання проходить до системи фокусування. Фокусуюча система стискує лазерне випромінювання в пляма малих розмірів, часом одиниці мікрометрів, а більшості — частки міліметрів. Малий розмір плями і значна потужність випромінювання дозволяють отримати досить високу щільність потоку. Рекордні величини цього енергетичного параметра досягнуто під час використання лазерного випромінювання в дослідах з намаганнями здійснити термоядерну реакцію синтезу: величина щільності потоку (концентрації потужності) може становити 1016 >Вт/см2 і від. Щоб осягнути, наскільки великою є наведена величина, відзначимо, що фокусування сонячного випромінювання Демшевського не дозволяє отримати щільність потоку вище 5*103Вт/см2. Але із допомогою такого потоку променистої енергії можна плавити практично будь-які метали[31,28]. 17 Рис. 2.1. Приклад виробів, виготовлених методом лазерного вирізання(пластик, метал, дерево) 2.2 Класифікація лазерів На теперішній час прийнято слідуючу класифікацію лазерів та випромінювань[12,30]: • твердотільні; • напівпровідникові; • рідинні; • газові на атомних переходах; • газові на іонних переходах; • молекулярні; • фотодисоціаційні; • електроіонізаційні; • газодинамічні; • хімічні; • плазменні; • ексимерні; • лазери на вільних електронах; • рентгенівські лазери; • гамма-лазери; 18 • лазери з перебудовою довжини хвилі генерації; • комбінаційні лазери; • випромінювання оптичного діапазону (3 1012 - 3 1020) Гц; • інфрачервоні хвилі: 100мкм - 7600 А0; • видиме світло: (7600- 3900)А0; • ультрафіолетові хвилі: (3900-10)А0; • рентгенівське випромінювання: (10 - 0,01)А0; • гамма випромінювання:0,01А0 і менше; 2.3 Одержання отворів Технологічний процес одержання отворів з допомогою лазерного променя виник як на потреба у ефективних методах виготовлення мікроотворів докладно з надтвердих і тугоплавких матеріалів[26,22]. У промисловості лазерні технологічних установок широко застосовуються переважно щоб одержати чорнових отворів, наприклад, у рубінових вартових каменях та на заготівлі діамантових волок, соціальній та різних деталях приладів та машин низки галузей промисловості, у тому випадку, коли пред'являються жорсткі вимоги до точності обробки. Розплав, утворений при вплив випромінювання, певною мірою негативно впливає формування отвори. Це з тим, що зниження удільної потужності процесі обробки, зазвичай, має місце у кінцевій частині процесу, що може спричинити заплавку отвори під час руху рідкої фази. Тому треба приймати спеціальні заходи, щоб освіту розплаву не перешкоджало отриманню отвори або спотворювало його форму. З іншого боку, викид рідкої фази на поверхню деталі утворює вінце застиглого металу знижує якість обробки [11]. На параметри отворів істотно впливають енергетичні характеристики імпульсу, тимчасові параметри випромінювання, і навіть умови фокусування випромінювання. Зупинимося на ролі кожного чинника. Для більш точної обробки деталі за допомогою лазерної обробки використовують систему автоматизованого проектування. Для цього відкладаємо від основного контуру еквідістанту (у теорії САПР еквідістантой прийнято 19 називати лінію, рівновіддалених від оброблюваного контуру деталі на відстань, рівну радіусу ріжучого інструменту. У металообробці, наприклад, еквідистанта може описувати траєкторію руху центру фрези щодо контуру оброблюваної поверхні, а в системах автоматичного розкрою тканини - припуск на шов.) Рис. 2.4 – модель обробки заготовки лазерним променем 2.3.1 Вплив енергетичних характеристик Багато технологічні лазерні установки мають одну незмінну тривалість імпульсу чи його обмежений набір. У разі щоб одержати заданих розмірів отвори підбирають енергію імпульсу. Тоді залежність глибини і діаметра отвори від 20 енергії імпульсу випромінювання - одну з основних характеристик, визначальних можливості отримання отворів з допомогою лазера. Змінити енергію лазерного імпульсу можна кількома методами: зміною електричної енергії накачування імпульсних ламп (найпоширеніший спосіб); застосуванням світлофільтрів;диафрагмированием променя [13]. Рис. 2.8 Ілюстрація якості поверхні після лазерної обробки При однакових значеннях енергії в імпульсі діаметри отворів, отриманих, наприклад, в сталевих пластинах, будуть різними залежно від методу отримання енергії імпульсу — діафрагмуванням чи зміною енергії накачування. При енергії імпульсу лазерного випромінювання на кілька джоулів діаметри отворів можуть бути різні в 2—2,5 разу[17]. Це пов'язано з тим, що зниження діаметра отвори при диафрагмировании променя пов'язані з зменшенням його розходження , а за зміни енергії з допомогою збільшення (чи зменшення) енергії накачування імпульсних ламп змінюється як розходження променя, а й тривалість імпульсу випромінювання. Якщо діаметр отвори залежить від диафрагмирования лазерного променя, то глибина отвори — дуже слабко. 2.3.2 Вплив тимчасових характеристик Спеціально проведені досліди показали істотну залежність розмірів отвори від тривалості імпульсу при постійної його енергії. Збільшення тривалості імпульсу призводить до зростання глибини отвори, одночасно зменшуючи його діаметр[9,11]. Це тим, що передвиборне збільшення тривалості імпульсу знижує питому потужність випромінювання (нагадаємо, що енергія імпульсу вважається постійної), а звідси — зменшення екрануючих впливу продуктів руйнації. Проте щільність потоку випромінювання повинна бути нижче деякою величини, після 21 досягнення якої отвір «затікає» розплавом чи взагалі утворюється. Вплив форми імпульсу на параметри отвори розглянемо нижче. 2.3.3 Вплив умов фокусування Більше докладно цей вплив на параметри отвори величини фокусного відстані оптичної системи та усунення фокальної площині щодо поверхні деталі. Зі збільшенням фокусного відстані лінзи питома потужність випромінювання знижується (за інших незмінних характеристиках енергії, тривалості імпульсу, становища фокальної площині щодо поверхні деталі), отже, зменшується ставлення діаметра отвори на вході до діаметру плями нагріву. Діаметри вхідних отворів при фокусуванню променя на поверхню мішені перевищують зазвичай, у кілька разів діаметри плям нагріву лежить на поверхні. Це тим, що з формуванні отвори стінки його розмиваються внаслідок викиду рідкої фази,утворюючи ними [15]. Найбільша глибина отвори характеризується фокусуванню лазерного випромінювання на деяке відстань глиб матеріалу від поверхні деталі. Застосування лінз із меншим фокусним відстанню дає змогу отримувати глибші отвори із меншим діаметром. Чинники, що впливають точність і відтворюваність результатів. Області практичного застосування лазерної розмірної обробки обмежені переважно отриманням отворів не вище класу точності. Проте, лазерна технологія отримання отворів впроваджена у кількох підприємствах, де з її допомогою отримують чорнові отвори (проблем впровадження цих процесів ми зупинимося пізніше). Щодо невисокі точність і якості лазерної розмірної обробки її одно імпульсному варіанті обумовлені більший обсяг розплаву продукти руйнації та його малокерованим перерозподілом на своєму шляху по стінок отвори наприкінці дії імпульсу випромінювання лазера і по закінченні його дії, доки станеться затвердіння. Для тендітних матеріалів зростання тривалості імпульсу спричиняє зростання зони термічних напруг і до утворення тріщин. У той самий час зменшення тривалості дії імпульсу значно зменшує можливість появи тріщин для 22 таких матеріалів, як феррити; тривалість імпульсу, коли він тріщин не з'являється, як свідчать досвідчені дані, вбирається у 0,1 мс. З іншого боку, коротким імпульсом випромінювання неможливо отримати глибоке отвір. На точність і відтворюваність параметрів отворів впливає низка чинників, які може бути розбитий на 3 основні групи. Чинники першої групи, які мають найбільший вплив на відтворюваність ж розмірів та форм отворів, пов'язані з нестабільністю таких параметрів випромінювання, як енергія, тривалість імпульсу, кута розходження, просторова і тимчасова структура випромінювання. Чинники другої групи обумовлене різними неточностями установки деталей та його переміщення у зоні впливу випромінювання. Наприклад, розбіжність нормальний до деталі з оптичної віссю котра фокусує системи при переміщенні деталі в отриманні серії отворів спричинити діаметр і форму отвори внаслідок розфокусовки [19]. Чинники третьої групи пов'язані з неоднорідністю структури речовини, властивостей і стан оброблюваної поверхні деталей, що також впливає відтворюваність успіхів у партії однотипних виробів. 2.4 Розрахунок системи фокусування лазерного випромінювання Для фокусування лазерного випромінювання застосовуємо плоско- випуклу лінзу. Фокусну відстань вибираємо з технологічності та приймаємо рівним 200мм, що виготовлена з KCl. Рис. 2.9 Фокусування лазерного випромінювання 23 В нашому випадку пляма має форму кола з діаметром d0, що залежить від фокусної відстані лінзи F, від положення поверхні обробки відносно головної площини лінзи L, значення кутової розбіжності випромінювання Δ, модового складу випромінювання. Використовуючи формули геометричної оптики нам необхідно знайти розмір ΔF (величину расфокусування), для отримання плями на деталі необхідного діаметра[32,33]. Діаметр перетяжки пучка в резонаторі: 4 γ 2 Lp ∙ (R1 − Lp) ∙ (R2 − Lp) ∙ (R1 + R2 − Lp) D = √( ) ∙ 2 = 6.69 ∙ 10−3(м) π (R1 + R2 − Lp) де:Lp –довжина резонатора, Lp=16; R1=R2=30 м Положення діаметра плями фокусування зміщено на відстань Δ: 4 ∙ (200 ∙ 10−3)2 ∆= = 0,0055(м) = 5,5(мм) 42 + 3,62 Діаметр фокусної плями: �� ∙ �� �� −4 �� = = 2.6 ∙ 10 (м) = 0,26(мм) √��2 2 0 + ���� З врахуванням впливу довжини хвилі випромінювання та діаметра пучка,падаючого на лінзу,діаметр фокальної плями буду: 4∙��∙�� ���� = = 0.06(мм) ��∙��0 Але так як лазер « …» працює у багатомодовому режимі,тому для визначення діаметра фокальної плями необхідно застосовувати коефіцієнт,що враховує порядок поперечних мод: �� = √2�� + 1 де S=m або n- кількість мулевих положень в напрямку X і Y. По паспорту лазер «…..» має m=2,т.к.ТЕМ20 24 Тоді b=2.24 Однак при фокусуванні пучків, що мають великий діаметр,оцінку розмірів плями фокусування доцільно проводити з врахуванням сферичної аберації лінзи: �� 3 1 ∙ ��0 4 ∙ �� ∙ �� ���� = + ∙ ��2 = 0,84(мм) ��2 �� ∙ ��0 де k1=23,5*10-2 для плоско випуклих лінз виконаних з KCl з коефіцієнтом заломлення n=1.46. Для пошуку потрібного діаметра плями фокусування використовуємо формулу: F − L 3/2 di = [( ) ∙ 2 ∙ P ∙ L] ∙ b 3 ∙ Р л л ∙ L Р де Рл = 2 Р-параметр рівний 2.81 для випукло-плоских лінз з хромистого калія(n=1.455) Маємо наступне: d1(L=205)=0.9мм d2(L=215)=2.87мм d3(L=220)=4.28мм d4(L=218)=3.9мм d5(L=219)=4.07мм Тобто, щоб отримати діаметр плями на поверхні заготовки, що буде рівною 2 мм, необхідно деталь розташувати на відстані 219мм від лінзи,яка має фокусну відстань 200мм. 25 3 Конструкторський розділ 3.1 Вибір схеми базування та установлювальних елементів Так як розміри робочого столу лазерного комплексу 2500*1250 мм, обераємо розміри розкрою 2428,31*1231,23 мм. Розміщених в розкрой деталей – 91шт., маса листа 24, 48 кг. Рис. 3.1. Розкрій листа (91 деталь) Розміри однієї деталі 199.42*165.57 мм, довжина різання 3035,13 мм. Для того щоб отримати дану деталь лазеру необхідно зробити 43 прожига, на що лазер потратить 2хв.13с. 26 Рис. 3.2. Схема напрямку різання та прожиг При проектуванні установчих елементів пристосувань для лазерного вирізання, звичайно використовують загальні для верстатних пристосувань засади. Особливістю проектування установчих елементів для лазерної обробки є зниження вимог до жорсткості та довжини контактної поверхні, що обумовлено меншими силами затиску заготовки. При використанні активних робочих середовищ установчі елементи пристосувань повинні мати високу корозійну стійкість. Це забезпечується за рахунок використання корозійностійких сталей чи не металічних матеріалів[29]. 27 Рис. 3.3. Схема базування заготовки на розкрой Схема затискного пристрою і самого оснащення визначається згідно виду обробки та параметрів робочої зони обробки. Затискний пристрій забезпечує примусовий контакт оброблюваної заготовки з установочними елементами застосування, запобігаючи її зсуву і вібрації при обробці[10]. Так як лазерна обробка – це безконтактний метод обробки деталей, а маса листа майже 25 кг, дана заготовка не потребує додаткового закріплення. 28 Рис. 3.4 Розміщення листа металу в робочій зоні лазерного комплексу 3.2 Вибір пристосування для пост обробки корпусу аудіо приймача Згідно з технічним завданням нам потрібно отримати деталь, яка зображена на рисунку 3.5. 29 Рис.3.5 Конструкція деталі згідно з ТЗ ОПИС КОНСТРУКЦІЇ Конструкція пристрою (Додаток А). 30 ПРИНЦИП РОБОТИ Даний універсальний затискний пристрій служить для формування кромок під кутом 90 градусів. 31 32 Рисунок 3.6 3D зображення придання заготовці форми та утворення деталі типу «Шахта для автомобільної Android- магнітоли» 33 3.3 Розрахунок приводу пристосування Для даної схеми установки заготовки Р = const, Qо = 0. У випадку коли виникають додаткові діючі сили, тоді Qо = К∙Р, де К - коефіцієнт запасу (К>1). К = К0 К1 К2 К3 К4 К5 К6 К =1,5 1,2 1,11,2 1,3 11,5 = 4,6 де К0 – гарантований коефіцієнт (1,5); К1 – коефіцієнт враховує стан бази (1,2 – для чорнової); К2 – коефіцієнт враховує затуплення інструмента (1,1); К3 – коефіцієнт враховує удару загрузку (1,2); К4 – коефіцієнт враховує стабільність привода (ручний – 1,3); К5 – коефіцієнт враховує зручність зажима (1); К6 – коефіцієнт враховує величину зони контакта (1,5). Для приведення в дію затискних механізмів пристосувань для ЕФЕХМО застосовують як ручні, так і механізовані приводи. Перевагами ручних є простота конструкції і мінімальні розміри пристосування, відсутність обмежень по просторовому розміщенню, можливість виконання допоміжних дій у процесі закріплення. Недоліки ручного привода - збільшення витрат допоміжного часу і стомлення оператора, оскільки прикладена до рукоятки сила може досягати 150 Н; ручні затиски вимагають попереднього затягування, що приводить до збільшення сили закріплення в 1,5...1,8 рази; для них характерні значні коливання сили закріплення, що приводять до збільшення похибки закріплення заготовки. Широке поширення ручного привода на операціях ЕФЕХМО пояснюється тим, що область застосування даних методів поширюється в значній мірі на одиничне і дрібносерійне виробництва. Вплив має також специфіка операцій ЕФЕХМО, зокрема, занурення пристосування в робочу рідину при ЕЕО, використання корозійно-активних електролітів при ЕХО, що 34 ускладнює оснащення пристосування механізованим приводом. Для того, щоб гарантувати стабільність силового затиску болтів пропоную застосовувати динамометричний ключ(рис.3.4) • Точність моменту затягування - 4% від встановленого на шкалі значення. • Наявність номера серії та сертифіката. • Трьох-розрядний оптично-механічний індикатор моменту затягування з великими цифрами. • Велике опукле оглядове віконце (замінне) полегшує зчитування показань. • Швидка і точна установка моменту затягування шляхом обертання рукоятки. • Звуковий і механічний сигнал при досягненні моменту затягування. • Надійний фіксатор на рукоятці. • Деталізоване градуювання шкали. Рис. 3.4 – Динамометричний ключ Таблиця 3.1 Характеристики динамометричного ключа Модель Діапазон Приєднувальний Крок Довжина крутних квадрат регулювання ключа, моментів, Нм крутного мм моменту, Нм 5121-2 CLT 20 - 120 1/2" 1,0 435 3.4 Обладнання для виготовлення деталі Верстат лазерного різання AFL-1000 призначений для різання металевих листів по двох координатах. Система забезпечує високопродуктивний і якісний 35 контурний розкрій листового металу без утворення скрапу на кромці різу. В установці лазерного різання металу серії AFL-1000 використовується оригінальна конструкція викочування столу дозволяє здійснювати простий доступ до оброблюваної деталі без зменшення продуктивності[22,17,13]. Рис. 3.5 Установка для лазерного різання металу серії AFL-1000 Лазерні комплекси серії AFL мають посилену механіку портального механізму, що дозволяє максимально реалізувати потенціал потужних лазерів. Дана конфігурація забезпечує перший клас лазерної захисту. Комплекси лазерного різання серії AFL повністю відповідає європейським нормам безпеки для даного типу обладнання. Для збору дрібних деталей комплекс обладнаний спеціальною системою, що складається з висувних сіткових піддонів, що істотно полегшує роботу з великою кількістю металу. Установка оснащена спеціальною системою для витяжки газів, що утворюються в процесі різання. Програмне забезпечення Програмний пакет дозволяє: - проводити розкрій загальним різом в автоматичному режимі, враховувати ширину різу; - оптимізувати холостий хід; 36 - при необхідності вводити заборону проходу ріжучої головки над вирізаними місцями; - вести облік заготовок, одержуваних деталей і ділових відходів; - автоматично встановлювати мікроперемички в контурі різання. - програмний комплекс дозволяє завантажувати і редагувати креслення форматів .dwg, .dxf і будь-яких інших форматів, підтримуваних САПР, а також має можливість мережевої синхронізації з персональними комп'ютерами і можливість зчитування інформації з різного роду електронних носіїв. Програмне забезпечення русифіковане, сумісно з обладнанням всіх провідних світових аналогів, таких як Bystronic, Trumpf, Amada, LVD, Finn-Power та ін., А також підходить для плазмових, гнуття і координатно-висічних верстатів. Переваги - Відсутність необхідності обслуговування з боку виробника - Низькі експлуатаційні витрати - найвища надійність - Відмінна якість одержуваної обробки Таблиця Основні технічні характеристики верстата для лазерного різання серії AFL Джерело лазера Тип лазера Іттербієвий волоконний Передача променя Оптоволокно Ширина плями сфокусованого 0,07-0,15мм випромінення ККД лазерного джерела, не менше 30% Система переміщення Кінематична схема Портальна, лист нерухомий Розміри поля обробки 2500*1250 мм Тип привода координат X,Y Лінійний привод Тип привода координати Z Сервопривід 37 Точність позиціонування по ±0,01 мм координатах (Х, Y) Максимальна швидкість 100 м/хв переміщення Загальні характеристики системи Система підтримання фокуса Безконтактна Тип охолодження Автономне Напруга живлення ~380±18%; 50Гц; 3-фази Потужність споживання лазерної 14.0 КВт установки, не більше Масса установки 6000кг 38 4.Охорона праці 4.1 Небезпечні і шкідливі виробничі фактори при використанні лазерів та лазерних установок При експлуатації ЛУ персонал може піддаватися впливу комплексу небезпечних і шкідливих факторів, кількість і інтенсивність яких залежать від просторово-енергетичних характеристик ЛВ, лазерних технологій (ЛТ), умов експлуатації і конструктивних особливостей ЛР. Характерно, що практично кожному типу ЛР і ЛУ, кожному технологічному процесу відповідає певний комплекс небезпечних і шкідливих виробничих факторів. Деякі ЛТ вимагають подачі в робочу зону технологічного середовища (наприклад, при зварюванні подають інертні гази) чи введення додаткової енергії (механічної, електромагнітної і т.д.). Прикладами комбінованих методів можуть служити газолазерне різання, лазерно-електрична обробка отворів і т. д. Тому необхідно в кожнім конкретному випадку розглядати окремо особливості роботи кожного типу ЛР і ЛУ стосовно до умов їхньої експлуатації. Небезпечні і шкідливі виробничі фактори розділяють на основні і супутні. До основних небезпечних і шкідливих факторів відносяться власне монохроматичне, когерентне ЛВ і паразитне випромінювання (відбите і розсіяне), а до супутніх – фактори, що виникають у робочій зоні (на лазерних ділянках) при експлуатації ЛР і інших установок. Розглянемо механізм утворення супутніх небезпечних і шкідливих факторів. Монохроматичність, когерентність і мала розбіжність лазерного променя дозволяють сфокусувати його на надзвичайно малій площі, що прагне до точки, діаметр якої відповідає порядку довжини хвилі, що дає можливість одержати на поверхні оброблюваного матеріалу енергію при густинах потужності до 1017 Вт/см2. Однак час існування зазначеної потужності у фокусі імпульсного лазерного променя мізерно малий: 10-3 – 10-9 с. Проте в подібних умовах дія даного променя на різні матеріали приводить до їхнього руйнування і випару (метали випаровуються при щільності потужності випромінювання порядку 1010 Вт/см2). Пари, що утворилися, розширюються зі швидкістю, порівнянною зі 39 швидкістю звуку (v=103 м/с), що приводить до механічного ефекту – тілу надається імпульс віддачі. При фокусуванні ЛВ у газі в режимі модульованої добротності виникає так званий лавинний пробій: у фокусі лінзи утвориться згусток високоіонізованної високотемпературної плазми, що є джерелом м’якого рентгенівського випромінювання з довжиною хвилі порядку 1,0 нм. При нагріванні речовини ЛР до температури 107 - 108 К можливе збудження ядерних реакцій. При нагріванні дейтрієвої плазми утвориться нейтронне і жорстке рентгенівське випромінювання. Турбулентність атмосфери викликає блукання променя, його розсіювання і сцинтиляцію. При проходженні променя через ділянки з різною температурою, за рахунок зміни показника заломлення, він відхиляється від початкового напрямку. При великому діаметрі променя різні його ділянки потрапляють у різні турбулентні області і промінь починає розділятися і розходитися. Блукання і розбіжність променя зменшуються при збільшенні його діаметра або при великих відстанях від джерела, де, в основному, спостерігається ефект сцинтиляції, тобто перерозподіл енергії усередині променя. Було виявлено, що на відстані 1 км від джерела рівень опромінення перевищував рівень на осі променя поблизу джерела в 4-5 разів, в інших ділянках перетину рівні опромінення були нижче. Таким чином, небезпека ЛВ, імовірно, найбільша в таких «гарячих» точках. З наведеного вище можна зробити висновок, що при використанні ЛР у залежності від класу їхньої небезпеки, застосовуваної технології й умов експлуатації можуть існувати групи фізичних, хімічних і психофізіологічних небезпечних і шкідливих виробничих факторів. Висока напруга є на зарядних пристроях, що живлять батарею конденсаторів великої ємності. Після розряду конденсаторів на лампи (спалахи) вони можуть зберігати залишкову напругу високого потенціалу, є напруга також у ланцюгах управління. Напруги дотиків і струми, що протікають через тіло людини при нормальному (неаварійному) і аварійному режимах роботи лазерних установок, не повинні перевищувати допустимих значень, зазначених у ГОСТ 12.1.038 – 82. 40 У результаті радіолізу повітря утворюються озон, оксиди азоту й інших газів, що викликають загазованість повітря робочої зони. Розряди імпульсних ламп накачування супроводжуються утворенням озону, концентрація якого швидко зменшується по припиненню розряду ламп у зв’язку з його розпадом. Озон і оксиди азоту утворяться також у результаті іонізації повітря іонізуючими випромінюваннями утвореними при експлуатації високовольтних джерел живлення ЛР. У результаті випару матеріалу мішені при зварюванні, паянні, свердлінні й інших технологічних процесах утворяться оксид вуглецю, шкідливі газові домішки і пари летучих органічних сполук, використовуваних у технологічних процесах (нітробензол, нітротолуол, чотирьох-хлористий вуглець і т.д.). У результаті термоокислювального розкладання матеріалу мішені і реакції в ЛР утворюється ціаністий водень. Гранично припустимі концентрації (ГДК) зазначених газів і парів наведені в ГОСТ 12.1.005 – 88. Оксиди елементів, що входять до складу матеріалу, що руйнується чи випаровується під впливом лазерного випромінювання (оксиди свинцю, олова, вісмуту, алюмінію і т.д.), виділяються в повітря і створюють аерозоль дезинтеграцї і конденсації, вміст якого в повітрі робочої зони не повинен перевищувати встановлених ГДК згідно ГОСТ 12.1.005 – 76. Змінюється іонний склад повітря. Як правило, збільшується вміст негативних іонів у безпосередній близькості (20-40 см) від імпульсних ламп. Джерелом іонізації повітря є сфокусоване ЛВ, ультрафіолетове й іонізуюче випромінювання. Джерелом іонізуючих випромінювань можуть бути: джерела живлення (вакуумні випрямні кенотрони і тиратрони, генераторні лампи); активне середовище (радіонукліди: тритій, радіоактивні матеріали й ін.); пристрої накачування ЛР (пучками електронів, протонів, зарядженими осколками ядерних реакцій і рентгенівським випромінюванням); досліджуване середовище (при взаємодії потужного ЛВ з досліджуваним середовищем може виникати рентгенівське випромінювання, а також нейтрони, якщо середовище, являє собою термоядерне паливо: дейтерій, суміш тритію з дейтерієм); комбіновані установки (на яких використовується незалежно один від одного ЛВ й іонізуюче 41 випромінювання від стороннього джерела) і випромінювання рентгенівських і гамма-ЛР. Під час роботи імпульсних ламп і газорозрядних трубок генеруються ультрафіолетове й інфрачервоне випромінювання, а при роботі імпульсних ламп накачування — випромінювання видимого діапазону високої інтенсивності. Найбільш небезпечними є випадки самовільного розряду розекранованих ламп, тому що при цьому персонал не встигає вжити заходів обережності. Джерелами інфрачервоного випромінювання є самі ЛУ, нагріті матеріали і т. д. Припустима густина потоку інфрачервоного й ультрафіолетового випромінювань не повинні перевершувати допустимі значення наведені у табл. 4.2. При роботі імпульсних ЛР виникають звукові, ультразвукові та інфразвукові коливання високої інтенсивності, а при роботі механічних затворів і ротаційних насосів – шум. Шкідливим фактором є також електромагнітне випромінювання (поле), використовуване для накачування. У рідинних ЛР використовуються, як правило, агресивні і токсичні рідини (наприклад, оксихлорид фосфату), що вимагає застосування спеціальних запобіжних заходів при виконанні операції заливання, заміни і зливу, а також заходів для виключення можливості виходу рідини назовні через несправність чи ушкодження систем трубопроводів. Якщо для охолодження ЛР використовується рідина, що містить токсичні речовини, повітря приміщення може забруднюватися газами чи парами, що виділяються з недостатньо щільних з’єднань у системі судин і трубопроводів. Використання для охолодження рідкого азоту чи гелію може призвести до утворення рідкого кисню, що збільшує ймовірність виникнення вибухонебезпечних ситуацій. Усі перераховані небезпечні і шкідливі фактори розподіляють за походженням на дві основні групи. До першої групи відносяться фактори, виникнення яких зв’язане з власною роботою ЛР, до другої групи – фактори, походження яких є результатом взаємодії ЛВ з оброблюваними матеріалами чи з різними 42 елементами, необхідними для виконання маніпуляцій з лазерним променем, табл. 4.3: 4.2 Механізми дії лазерного випромінювання Механізм біологічної дії ЛВ на оператора складний і різноманітний і залежить від енергетичної експозиції в імпульсі чи енергетичної освітленості, довжини хвилі, тривалості імпульсу, частоти повторення імпульсів, тривалості впливу, площі ділянки, що опромінюється, від біологічних і фізико-хімічних особливостей опромінюваних тканин і органів. Під впливом ЛВ в організмі виникають первинні біологічні ефекти, тобто органічні зміни в опромінюваних тканинах, і вторинні ефекти – неспецифічні зміни, що виникають в організмі у відповідь на опромінення. Лазерне випромінювання здійснює на людину наступні впливи: - термічне (теплове) – при фокусуванні ЛВ виділяється значна кількість тепла в невеликому об'ємі зa короткий проміжок часу; - енергетичне – великий градієнт електричного поля, обумовлено високою щільністю потужності; може викликати поляризацію молекул, електрострикцію, резонансні й інші ефекти; - утворення у межах клітини мікрохвильового електромагнітного поля; - фотохімічне; - механічне проявляється у виникненні коливань типу ультразвукових в опромінюваному організмі; - розщеплення білків; - генетичний розпад молекул РНК та ДНК кислот і поступове відмирання клітин зі зміненим генетичним кодом; - гуморальна функція, зв’язана з отруєнням трупною отрутою (вплив продуктів розкладання). Найбільш вивченим у даний час є термічний вплив лазерних випромінювань. Установлено вибірне поглинання лазерної енергії клітинами, що містять певну речовину. В основі біологічної дії будь-якого випромінювання лежить ступінь поглинання енергії біологічними структурами, що визначається величиною кванта 43 (E = h ). Таке випромінювання добре поглинається в організмі пігментними утвореннями, цитохромами клітин, молекулами гемоглобіну й ін. Ще більша кількість біологічних елементів тканин організму людини і тварин поглинають інфрачервоне випромінювання. При цьому інфрачервоне випромінювання ближньої області поглинається тими ж біологічними структурами, що і випромінювання видимого спектра. Інфрачервоне випромінювання дальньої області взаємодіє, головним чином, із тканинами, що містять воду. Теплова дія ультрафіолетових випромінювань при високих рівнях енергії може бути досить вираженою. Ці випромінювання можуть викликати еритему і пігментацію, хемолюмінесценцію біологічних структур. Вони мають генетичну і канцерогенну дію. Термічна дія ЛВ має свою специфіку. Так, при впливі випромінювання імпульсного ЛР в опромінених тканинах відбувається швидке нагрівання тих структур, що добре поглинають цю енергію. Причому, якщо це випромінювання відповідає режиму вільної генерації, то за час імпульсу (який триває в межах 1 мс) тепло встигає впливати на досить великий об’єм тканин і викликати їхнє ушкодження, що має характер термічного опіку. При дії випромінювання з укороченим імпульсом (випромінювання ЛР у режимі модульованої добротності з тривалістю імпульсу τ = 10–7 – 10-12 с) тепло практично не встигає поширитися в навколишні тканини і рідину. У результаті цього адсорбувавши енергію структури миттєво нагріваються до дуже високих температур. Таке миттєве нагрівання викликає подобу вибуху опромінених тканинних елементів, зокрема, пігментних утворень, наприклад, меланіну. При впливі на очне дно це випромінювання приводить до важких ушкоджень (розриви, розшарування сітківки, кровотечі). Під впливом дії ЛВ відбувається порушення життєдіяльності як окремих органів, так і організму в цілому. При дії на клітини, тканини й органи в них виникають гістохімічні та біологічні зміни, а також патофізиологічні ефекти. У дії випромінювання на складні біологічні структури розрізняють три стадії: фізичну, 44 фізико-хімічну і хімічну. На першій стадії (фізичній) відбуваються елементарні взаємодії випромінювання з речовиною, при цьому речовина нагрівається, спостерігаються фазові переходи в матеріалі клітини, кавітація у фізіологічних рідинах, перетворення енергії випромінювання в енергію механічних коливань, іонізація атомів і молекул, збудження і переведення електронів з валентних рівнів у зону провідності, рекомбінація збуджених атомів і ін. При впливі неперервного ЛВ переважає в основному тепловий механізм дії, наслідком якого є коагуляція (згортання) білка, a при великих потужностях – випар біотканин. При потужності випромінювання в імпульсі понад 107 Вт і високій ступені фокусування лазерного променя можливе виникнення іонізуючих випромінювань. В міру зменшення інтенсивності випромінювання тепловий механізм ушкодження тканини, що опромінюється, починає поступатися місцем квантовим ефектам, що проявляються при поглинанні випромінювання і переносі енергії у всіх структурах, що входять до складу біологічної тканини. На другій стадії (фізико-хімічній) з іонів і збуджених молекул утворюються вільні радикали (Н2О2, HO2 і ін.), що володіють високою здатністю до хімічних реакцій. На третій стадії (хімічній) вільні радикали реагують з молекулами речовин, що входять до складу тканини, і при цьому виникають ті молекулярні ушкодження, які і визначають загальну картину впливу лазерного випромінювання на опромінювану тканину і організм у цілому. Енергія квантів ультрафіолетового випромінювання в діапазоні довжин хвиль 0,380-0,006 мкм змінюється в межах 3,26-123 еВ відповідно. Кванти з енергією 12-15 еВ здатні викликати іонізацію води й атомів кисню, водню, азоту, вуглецю. Виходячи з того, що вода і перераховані атоми становлять основу живої тканини, випромінювання з енергією 12 еВ розглядають як нижню межу для біологічних систем, а при енергії більш 12 еВ можливе ураження тканини, викликане розкладанням молекулярного кисню з наступним утворенням озону. 45 Первинною ланкою біологічного ефекту УФ-випромінювання є чисто фізичний процес поглинання його молекулами біологічних структур. Далі, внаслідок реакції взаємодії розвиваються фізико-хімічні процеси збудження, іонізації і дисоціації, що приведуть до тих чи інших кінцевих біологічних ефектів, і головним у механізмі дії є фотохімічний ефект. При цьому напрямок фотохімічних реакцій залежить від інтенсивності і дози опромінення. Малі дози стимулюють процеси біосинтезу тканинних колоїдів, сприяють росту і діленню клітин. Великі – гнітять ріст і ділення клітин, викликаючи фотоліз, що руйнує клітини. Зі зменшенням довжини хвилі вражаюча дія УФ-випромінювання зростає, але одночасно зменшується його проникаюча здатність, а це, у свою чергу, приводить до того, що ушкодження обмежується поверхневими шарами тканин. При впливі потужного імпульсу випромінювання на організм в опромінених тканинах виникає ударна хвиля безпосередньо від «удару» самого імпульсу. Механічна дія ЛВ. Поява ударної хвилі обумовлена виникненням градієнтів тиску усередині опромінюваної системи за рахунок об’ємного розширення (як зі зміною фазового стану, так і без нього), викликаного короткочасним локальним нагріванням тканини, а також імпульсом віддачі при випарі біотканин з поверхні. Теплове розширення може виникнути на поверхні або у внутрішній зоні опромінюваної тканини, механічні навантаження при цьому характеризуються величинами порядку десятків Паскалей. Висока інтенсивність потоку ЛВ супроводжується ударною хвилею такої сили, при якій ушкоджуються і внутрішні органи. Наприклад, опромінення поверхонь грудної клітки, черевної стінки, голови викликає ушкодження печінки, кишечнику й інших органів черевної порожнини, а також внутрішньоклітинні і внутрімозкові крововиливи. Механічний ефект випромінювань лазерів, що працюють в імпульсному режимі, містить у собі не тільки дію ударної хвилі, але й інші механічні явища. Важливим ефектом є реактивна дія на тканину, що виникає внаслідок викиду речовини з поверхні об’єкта, що опромінюється. 46 При опроміненні шкірних покривів імпульсними ЛВ з щільністю потоку енергії 40 Дж/см2 і більше над поверхнею шкіри виникає короткочасне (вулканоподібне) здуття, а потім і викид дрібних часток у вигляді «султана». При впливі на очі чи шкіру імпульс випромінювання суб’єктивно відчувається як короткий точковий удар. Тому що біологічні тканини дуже неоднорідні за своєю анатомо-фізіологічною структурою, у зоні опромінення термічний і механічний впливи супроводжуються вторинними ефектами: гідродинамічним стиском і розрідженням середовища, появою негативного тиску у певних ділянках середовища й іншими, котрі можуть приводити до більш виражених патоло-гічних змін у зоні опромінення і збільшувати площу ушкодження. Зі збільшенням енергії в імпульсі випромінювання ударна хвиля може досягти таких значень, при яких струс розподіляється в більш глибоко залягаючі тканини організму, а частина енергії проникає через шкірні покриви, підшкірну клітковину, кісткову тканину і досягає внутрішніх органів [3, 4]. Ушкодження внутрішніх органів виникають у результаті не тільки механічної дії випромінювання, але й як наслідок безпосереднього впливу енергії ЛВ на тканини внутрішніх органів. При експлуатації потужних ЛР збільшується небезпека ушкодження внутрішніх органів і головного мозку при впливі прямого ЛВ чи дзеркально відбитого. До числа специфічних ефектів біологічної дії ЛВ відносяться зміни генетичних, ферментативних і інших властивостей тканин, а також деяких властивостей крові, зрушення біохімічних показників. В основі специфічної дії випромінювань лежать складні процеси, спричинені вибірним поглинанням електромагнітної енергії тканинами, а також електричними і фотохімічними ефектами. Високий градієнт електричного поля, обумовлений великою щільністю енергії ЛВ, може викликати поляризацію молекул, резонансні й інші явища. При потужностях ЛВ, що доходять до сотень мегаватів, можливі процеси іонізації біомолекул, генерація гармонік, багатофотонні процеси й ін. Так, наприклад, при 47 впливі рубінового випромінювання (λ = 0,69 мкм) можна отримати ефект, аналогічний ефекту випромінювання УФ-лазера. Ця можливість заснована на процесі поглинання, коли внаслідок високої енергетичної щільності енергії ЛВ два окремих фотони беруть участь у єдиному процесі поглинання. Ефект двофотонного поглинання може виявлятися у вигляді органічних змін патологічного характеру й у вигляді функціональних зорових реакцій. У механізмі дії ЛР, що працюють у режимі неперервного випромінювання, ведуче місце займає термічна чи специфічна дія, а механічні ефекти (ударні хвилі й ін.) не мають істотного значення. Значення механічних ефектів зростає в міру укорочення імпульсу і підвищення потужності випромінювання (імпульсно- модульований режим). Під впливом енергії ЛВ невеликої інтенсивності виникають різні функціональні зміни, при цьому найбільш «реактивними» є зоровий аналізатор, центральна нервова, ендокринна і серцево-судинна системи. Характер і виразність функціональних змін залежить від параметрів ЛВ (довжина хвилі, експозиція, тривалість і частота повторення імпульсу, чи рівень інтенсивності випромінювання і частота впливу), а також від реактивності організму, характеру і локалізації впливу (пряме чи дифузійно відбите випромінювання, опромінюються очі чи інші частини організму). Функціональні зрушення більш виражені при комбінованій дії на організм ЛВ і інших факторів (шум, мікроклімат, освітленість, кисневе голодування, підвищена стомлюваність, вітамінне голодування й ін.). Випромінювання ЛР великої потужності викликає гормональні зрушення. 48 4.3 Вплив лазерного випромінювання на очі Найбільш чутливими до впливу ЛВ є очі. Око людини розрізняє випромінювання у видимій області спектра 0,4-0,76 мкм. Однак середовище ока здатне пропускати випромінювання в більш широких межах спектра – 0,4-1,4 мкм. Найкраща пропускна здатність ока знаходиться в області 0,5-0,9 мкм. Отже, у залежності від довжини хвилі випромінювання відбуваються зміни в тканинах очного дна або в передньому відділі ока. Таким чином, ефект впливу, лазерного випромінювання на орган зору в значній мірі залежить від спектрального діапазону випромінювання. Ушкодження сітчастої оболонки виникає переважно при впливі ЛВ видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів спектра, що проходять через око майже без втрат і фокусуються на сітківці. У результаті цього на сітківці створюється локальна щільність енергії, у 105 раз більша у порівнянні з щільністю енергії на роговиці. Тому влучення ЛВ зазначених довжин хвиль небезпечно для зору, воно викликає опіки і розриви, приводить до ушкодження сітківки і судинної оболонки ока і є причиною сліпоти. Щільність енергії (потужність) на сітківці ока зростає при збільшенні діаметра зіниці, тому імовірність ушкодження ока, адаптованого до темряви, більша, ніж імовірність ушкодження в умовах яскравого освітлення. Для випромінювань з довжинами хвиль менше 0,4 мкм і більше 1,4 мкм оптичні середовища ока є непрозорими, і тому фокусуюча дія відсутня. Спектральний інтервал УФ з погляду характеру біологічних ефектів поділяється на три області: ультрафіолет А – UV – A (0,315-0,4 мкм), В – UV – В (0,28-0,315 мкм) і С – UV – С (0,1-0,28 мкм). Випромінювання з довжиною хвилі λ < 0,2 мкм поглинається киснем повітря з утворенням озону і тому істотної біологічної ролі не грає. Вплив УФ на орган зору в основному приводить до враження роговиці (кератит). Найбільшою фотокератичною дією володіє випромінювання з 49 довжиною хвилі 0,288 мкм. Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі λ ≤ 0,32 мкм практично цілком поглинається у роговій оболонці та кон’юнктиві і викликає їхнє ушкодження – різного ступеня враженості кон’юнктивіт і фотокератит, які супроводжуються світлобоязню, блефароспазмом, сльозотечею і болючими відчуттями. У важких випадках може виникнути виразка рогової оболонки, аж до її перфорації. Випромінювання у цій області спектра характеризується кумулятивною дією, причому реакція організму, відома як відчуття «піску в очах», виявляється не відразу, а опісля від 30 хв до 1 доби. Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі λ ≤ 0,38 мкм приводить також до ушкодження переднього відділу ока. Механізм ушкодження обумовлений як тепловим, так і специфічною фотобіохімічною дією цього випромінювання, яке викликає абіотичні ушкодження. При високій інтенсивності опромінення з’являються пухирі, іноді невеликі крововиливи. Після гострої реакції поверхневі шари епідерми відриваються, а в глибоких шарах з’являється пігментація. При важких ушкодженнях утворюються тромби в судинах шкіри, що викликає дегенерацію і некроз епітелію. Ультрафіолетове випромінювання області А відповідає невидимому інтервалу спектра, і його патологічний ефект виражається в утворенні катаракти. У видимому діапазоні випромінювання проходить без особливих реакцій через оптичні середовища ока і впливає головним чином на світлочутливі клітки сітківки, викликаючи чи тимчасове осліплення, чи опік з наступними рубцюваннями, що приводить до втрати зору в даній області зорового простору. Випромінювання цього діапазону можуть викликати дефект тканини, злипаюче запалення, ущільнення тканини і механічне руйнування тканини з викидом крові. Інфрачервоне випромінювання (ІФ) підрозділяється на наступні три області: діапазон IR – А (0,78-1,4 мкм), IR – B (1,4-3 мкм) і IR – С (3 мкм - 1 мм). Установлено, що при λ ≥ 1,4 мкм практично всі попадаючі на око випромінювання поглинають роговиця ока і волога передньої камери, а при λ ≥ 1,9 мкм випромінювання поглинає тільки роговиця. Інфрачервоне 50 випромінювання помірної інтенсивності приводить до нагрівання біологічних структур, для яких можливе настання режиму теплової рівноваги. Випромінювання в діапазоні IR – А поглинається райдужною оболон-кою, кришталиком і склоподібним тілом. Багата пігментом райдужна обо-лонка ока нагрівається, і за рахунок теплопровідності виникає коагуляція білка кришталика. Ураження очей при цьому відбувається через тривалий проміжок часу. Нагрівання райдужної оболонки викликає дратівне відчуття і мигальний рефлекс. При великих густинах енергії осліплення необоротне внаслідок температурного помутніння кришталика. Інфрачервоне випромінювання з λ = 1-1,64 мкм поглинається переваж-но роговою оболонкою. Цей діапазон вважається найменш небезпечним для ока, тому що ураження виникають поверхневі, тимчасового характеру і тіль-ки при великих густинах енергії випромінювання. Високоінтенсивне випромінювання IR – А поглинається пігментними утвореннями очного дна, викликаючи їх нагрів. Перегрів клітин до температури вище 37 °С призводить до різкого перевантаження механізмів клітини, відповідальних за очищення від речовин продуктів обміну, що утрудняє її функціонування. Нагрів до температури вище 45 °С викликає переродження клітинних ферментів і загибель клітини. Якщо ж клітина нагрівається до температури вище 100 °С, то внаслідок пароутворення, яке має при високій швидкості нагрівання характер вибуху, можуть спостерігатися механічні руйнування тканин ока, які опромінюються. Подібні процеси обумовлюють ушкодження тих тканин ока, які на довжині хвилі випромінювання інтенсивно її поглинають. Випромінювання з λ = 10,6 мкм добре поглинається і нагріває ті тканини, що містять велику кількість води (рогова оболонка, кон’юнктива). Граничні зміни в роговій оболонці (вміст води 70 %) спостерігаються при щільності потоку випромінювання порядку десятих часток вата на квадратний сантиметр. При великих рівнях випромінювання (20 Вт/см2) виникає стійке помутніння рогової оболонки [2-4; 15]. 51 Як бачимо у залежності від довжини ЛВ різною є і локалізація ушкодження органа зору. Імпульсне ЛВ з λ = 0,4-1,4 мкм становить більшу небезпеку, ніж неперервне, тому що в цьому випадку ушкодження очного дна викликається комбінованою дією – термічною і механічною. Механічна дія випромінювання виявляється у вигляді «вибуху» зерен меланіну (високомолекулярні водонерозчинні пігменти), у результаті чого зерна пігменту викидаються у склоподібне тіло. Мимовільні рухи очного яблука приводять до того, що окремі ділянки сітківки змінюють своє положення щодо падаючого випромінювання багато разів у секунду. Тому неперервне й імпульсно-періодичне випромінювання викликають ушкодження сітківки в області, значно більшій, ніж площа сфокусованого на ній зображення, навіть у тому випадку, якщо під час опромінення пучок не відхиляється від прямої лінії бачення. Таким чином, лазерне випромінювання здійснює шкідливу дію на всі структури органів зору. У міру збільшення щільності енергії випромінювання ступінь ураження та зміни тканин ока зростає. Основний механізм ушкоджень – теплова дія. 4.4. Вплив лазерного випромінювання на шкіряний покрив і внутрішні органи Опромінення шкіри ЛВ може викликати в ній патологічні зміни, при цьому можливо виникнення як легких функціональних змін (почервоніння), так і важких (некроз – омертвіння, карцинома шкіри – злоякісна пухлина). При впливі потужного ЛВ на шкірі виникає термічний опік. Вплив більш високих енергій приводить до більш глибоких некротичних змін. При впливі ЛВ з енергією понад 100 Дж/см2 на шкірі виникає ділянка некрозу з кратероподібною деформацією. Малі рівні також впливають на організм. Однократний імпульс випромінювання здійснює більшу дію, ніж серія імпульсів. Так, неодимове ЛВ викликає такі ж видимі зміни на шкірі при рівні енергії 20-25 Дж/см2, як і 52 багаторазове (5 імпульсів протягом 2 с) при енергії в одиницях Дж/см2. Слабкий вплив випромінювання на шкіру супроводжується змінами функціонального характеру. Ефект впливу на шкірні покриви визначається, з одного боку, параметрами ЛВ, з іншого, – ступенем пігментації шкіри і станом кровообігу. За інших рівних умов опромінення темнопігментована шкіра (особливо родимі плями) поглинає лазерне випромінювання значно більше, ніж світла шкіра. У той же час відсутність достатньо вираженої пігментації створює умови для більш глибокого проникнення випромінювання у шкіру і навіть під шкіру, унаслідок чого можуть уражатися і підшкірні тканини. Мало пігментована шкіра пропускає від 45 до 60 % випромінювання рубінового ЛР, а шкіра разом з підшкірними м’язами – від 25 до 30 %. Найбільший біологічний вплив здійснює ЛВ з довжинами хвиль 0,28-0,32 мкм. Воно більш глибоко проникає в шкіру і має виражену, канцерогенну дію. Біологічні ефекти, що виникають при опроміненні шкіри ЛВ у значній мірі залежать від довжини його хвилі. Так при дії УФЛВ найбільш характерними ураженнями є: різні фотохімічні реакції, еритема, розриви хімічних зв’язків у більшості молекул, що входять до складу живої тканини, різні переродження, стимулювання появи новоутворень, утворення вільних радикалів, дія на внутрішні органи. При дії ЛВ видимого діапазону в основному проявляється його термічна дія. А при дії ЛВ ІЧ-області спектра найбільш характерними проявами є: виражені деструктивні зміни термічного характеру (опіки різного ступеня), мікроскопічні (гістологічні і гістохімічні) зміни, ураження внутрішніх органів. Зазначимо, що як наслідок дії ЛВ можуть виникати зміни в органах дихання, серцево-судинній та ендокринній системах, порушення обміну речовин. Зокрема при однократному впливі ЛВ з довжиною хвиль 1,06 мкм і щільністю енергії до 10 Дж/см2 видимих змін на шкірі не виявляється, однак в епідермісі виникає гіперкератоз і паракератоз, а в дермі –гіперемія і проліферація гістоцитів. Уже при щільності енергії 20 Дж/см2 з’являються видимі ознаки ушкодження – некротичні зміни; при 50 Дж/см2 – дрібні крововиливи і некроз усієї дерми, у центрі впливу руйнувалися придатки шкіри; при 150 Дж/см2 – некроз 53 поширюється за межі зони опромінення, а при 250-400 Дж/см2 – некроз захоплював усю товщу шкіри і підшкірної клітковини, аж до м’язів. Одним з найбільш часто зустрічаємих ознак ушкодження шкіри є набрякання жирових клітин у глибоких шарах сполучної тканини. Існує різка границя між ушкодженими і неушкодженими тканинами. Пузир лазерного опіку, на відміну від звичайного термічного, локалізується глибше. Сфокусований лазерний промінь викликає більш виражені по глибині і тяжкості ураження, ніж не сфокусований, три цьому характер і тяжкість ушкодження шкіри залежать від параметрів ЛВ, а також від абсорбційної і відбивної здатності шкіри, ступеня її гетерогенності, вмісту води і теплопровідності. У деяких випадках відзначається підвищена чутливість шкіри обличчя людини до випромінювань видимого спектра (синьо-зелена область). Реакція шкіри на ЛВ виявляється в почервоніннях, набряклості, почутті сверблячки і печіння, болючих відчуттях. При впливі на шкіру ЛВ невеликої інтенсивності в організмі виникають загальні функціональні біохімічні зміни: підвищення вмісту цукру і холестерину в крові, зменшення кількості еритроцитів, гемоглобіну, збільшення кількості лейкоцитів і тромбоцитів, зрушення в системі згортання крові, коливання артеріального тиску, загальна слабість, сонливість, нездужання, зміна частоти скорочення серця, тупий головний біль у лобово-скроневих і потиличних областях, запаморочення, колючі болі і неприємні відчуття в області серця, пригнічення сухожильних рефлексів, тремтіння пальців рук і вік, розлад діяльності зорових і інших аналізаторів, гноблення функції органів слуху, порушення функцій вестибулярного апарата, функціональні розлади в діяльності нервової і серцево-судинної систем, зменшення частоти пульсу. При великих інтенсивностях опромінення можливі ушкодження внутрішніх органів, які мають характер набряків, крововиливу, кровотечі, омертвіння тканин і ін. Вплив на кров виражається в деформації червоних кров’яних тілець, руйнуванні оболонки еритроцитів. 54 Важливою особливістю впливу ЛВ на внутрішні органи є чергування ушкоджених і неушкоджених шарів тканин. Це зв’язано з ефектом стоячих хвиль, що утворюються в результаті відбиття падаючого випромінювання від кісткових поверхонь чи границь між різними т тканинами. Ушкоджені ділянки тканини збігаються з пучностями, де щільність потоку енергії багаторазово зростає в порівнянні з щільністю потоку енергії падаючого випромінювання. 55 Висновок Отже, впродовж виконання даної роботи, я ознайомився з принципом роботи, структурою новітніх методів обробки. Проаналізувавши умови експлуатації в яких буде працювати дана деталь, я підібрав тип сталі, з якої може бути виготовлена деталь. Це сталь корозійно стійка марки 08Х18Тч. В технологічному розділі було розглянуто опис конструкції деталі та умов її експлуатації, технологічні операції обробки деталі традиційними та високоефективними методами обробки, розглянуто розрахунок технологічних параметрів. В конструкторському розділі було розглянуто схему базування та установчих елементів, вибір затискного пристрою, розрахунок приводу пристосування, розрахунок пристосування на точність, приклади верстатів для ЛО, опис конструкції та принцип роботи пристосування, проведено економічні розрахунки. При розглядані вибору способу обробки за допомогою традиційних методів, основною перевагою цих методів є їх висока продуктивність, але з не достатньо високими показниками якості і наявності складної форми самої оброблюваної деталі, будуть дещо зростати затрати на різні технологічні переходи, і заміною необхідного інструмента, в процесі обробки. Щодо обробки за допомогою новітніх безконтактних технологій, тут буде зростати час виготовлення, але буде і покращення точності обробки навіть при роботі з деталями складних, нестандартних форм. Саме за допомогою методу ЛО, можна виготовити необхідну нам деталь типу «Шахта для автомобільної Android- магнітоли». 56 Список використаних джерел 1. ДСТУ EN 10088-1:2008. Сталі нержавкі. Частина 1. Перелік нержавких сталей (EN 10088-1:2005, IDT). Київ : Держспоживстандарт України, 2013. 2. Технологія машинобудування / Є. О. Горбатюк, М. П. Мазур, А. С. Зенкін та ін. Львів : «Новий Світ 2000», 2009. 358 с. 3. ДСТУ 2960-94 Організація промислового виробництва основні поняття 4. Технологія машинобудування./ Мельничук П.П., Боровик А.І., Лінчевський П.А., Петраков Ю.В. Житомир: ЖДТУ, 2005. 882 с. 5. Руденко, П. О. Харламов В. О., Шустик О. Г. Вибір, проектування і виробництво заготовок деталей машин. К. : Вища школа , 1993. 288 с. 6. Боженко Л. І. Технологія машинобудування. Проектування та виробництво заготованок [Текст] : підручник для студ. машинобуд. спец. вищ. навч. закладів. Львів : Світ, 1996. 368 с. 7. Веселовська Н.Р., Іскович-Лотоцький Р.Д., Ковальова І.М. Теорія різання та інструмент: Навчальний посібник. Вінниця, 2018. 297 с. 8. Кирилович В. А., Мельничук П. П., Яновський В. А. Нормування часу та режимів різання для токарних верстатів з ЧПУ. Житомир : ЖІТІ, 2001. 600 с. 9. Буц Б.Д., Приходько В.Є., Ткачов Ю.В. Розрахунок режимів різання металів: Навч. Посіб. Д.: РВВ ДНУ, 2005. 76 с. 10. Дідик Р.П., Зіль В.В., Пацера С.Т. Розрахункові операції режимів механічної обробки матеріалів: точіння, свердління, зенкерування, розгортання: навч. посіб.. Д.: Національний гірничий університет», 2013. 196 с. 11. Технологія машинобудування: Посібник-довідник для виконання кваліфікаційних робіт: Навч. Посібник/ І.І. Юрчишин, Я.М. Литвиняк, І.Є. Грицай, М.Л. Кукляк, Я.М. Кусий, В.В. Ступницький, В.А. Яцюк, А.М. Кук, Є.М. Махоркін, В.П. Свізінський. Львів: Львівська політехніка, 2009. 528 с. 57 12. Бочков В.М. Сілін Р.І., Гаврильченко О.В. Металорізальні верстати: Навч. Посібник. Львів.: ВидавництвоНаціонального університету «Львівська політехніка», 2009. 268с. 13. Залоюбовський М.Г., Малишев В.В. Машини та обладнання підприємств: навч. Посібни. К.: Університет «Україна», 2020. 121с. 14. Технологічне оснащення для високоефективної обробки на токарних верстатах/ Кузнєцов Ю.М., Луців І. В., Шевченко О.В., Волошин В.Н. за ред. Ю.М. Кузнєцова. Тернопіль; Терно-граф, 2011. 692с. 15. Паливода Ю.Є., Дячун А.Є., Лещук Р.Я. Інструментальні матеріали, режими різання, технічне нормування механічної оборобки : навчально- методичний посібник. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019. 240 с. 16. Інструменти для механічної обробки матеріалів / Стискін Г.М., Ревнівцев М.П., Берізко М.М., Мелещик В.А.. Л.: ОріянаНова, 2002. 240 с. 17. Кирилович В. А., Мельничук П. П., Яновський В. А. Нормування часу та режимів різання для токарних верстатів з ЧПУ. Житомир : ЖІТІ, 2001. 600 с. 18. Кирилюк Ю.Е., Якимчук Г.К. Допуски и посадки: Справочник.-3-е изд., перераб. и доп. К. Основа, 2005.296 с. 19. Григурко, І. О. Брендуля М.Ф., Доценко С.М. Технологія машинобудування: дипломне проектування: [Текст] : Навчальний посібник для ВНЗ Львів : Новий світ. 2011. 767 с 20. Контрольно-вимірювальні пристрої технологічних машин: навчальний посібник / За ред. проф. З. А. Стецька. Львів : Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2008. 321 с. 21. Петров, О. В., Сухоруков С. І. Технологічна оснастка : навчальний посібник. Вінниця : ВНТУ, 2018. 123 с. 22. Кузнєцов Ю.М., Придальний Б.І. Приводи затискних механізмів металообробних верстатів: монографія. Луцьк: Вежа-Друк, 2016. 352 с. 58 23. Ключников Ю. В. Електрофізичні та електрохімічні методи обробки. Лабораторний практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024. 148 с. 24. Тимчик Г. С. Лазерні технології. Конспект лекцій [Електронний ресурс] : навч. посіб. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 276 с. 25. Тимчик Г. С. Лазерні технології. Лабораторний практикум [Електронний ресурс] : навч. посіб. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 26. Добрянський С. С., Малафєєв Ю. М. Технологічні основи машинобудування [Електронний ресурс] : навч. посіб. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. Розд. 3.1. Основні відомості про електрофізичні та електрохімічні методи обробки металевих деталей. 27. Колобродов В. Г., Тимчик Г. С. Лазерні технології [Електронний ресурс] : навч. посіб. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. 28. Електротехнологічні установки та системи [Електронний ресурс] : конспект лекцій. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. Розділи про плазмово- хімічні реакції та плазмові технології. 29. Високоефективні технологічні процеси в приладобудуванні : навч. посіб. Київ : Видавничий дім «Слово», 2004. 30. Боровик А.І. Технологічна оснастка механоскладального виробництва. К.:Кондор 2008. 726 с. 31. ДСТУ ГОСТ 7.1:2006. Бібліографічний запис, бібліографічний опис. Загальні вимоги та правила складання»: методичні рекомендації з впровадження/уклали: Галевич О.К., Штогрин І.М. Львів, 2008. 20с. 32. ДСТУ. 3008-95 – Документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення. 59