НОМИНАЦИЯ: ЛУЧШИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОДУКТ
Направление: Индустрия нано-систем и материалов

Название проекта: "Оборудование для ультразвуковой упрочняюще-финишной обработки (УЗУФО) поверхностей металлических изделий"
Наименование организации: Государственное образовательное уч­реждение высшего профессионального образования "Северо-Запад­ный государственный заочный технический университет"
Описание проекта:
1.    Наименование продукта или услуги
Оборудование для ультразвуковой упрочняюще-финишной обработки (УЗУФО) поверхностей металлических изделий.
2.    Описание продукта или услуги
Ультразвуковое оборудование и технологии — это высокоэффективные и экологически чистые технологические процессы.

Оборудование для ультразвуковой упрочняюще-финишной обработки по­верхностей металлических изделий предназначено для оснащения металлоре­жущих станков: токарных, фрезерных, строгальных и т. д. (универсальных и про­граммных) с целью получения высокого класса чистоты обработки (RaO,1 - Ra 0,025) с одновременным упрочнением поверхностного слоя на (40 - 80%) на глубину до 1,5 мм. Предварительно деталь (изделие) протачивается на станке с шероховатостью (Ra 6,3-2.5), затем на этом же станке производится УЗУФО, или сразу вслед за резцом с отставанием 3-6 мм идёт ультразвуковой выглаживатель и получается поверхность заданного класса чистоты обработки (Ra 0,1 - Ra 0,025). Предлагаемое оборудование легко обрабатывает наружные, тор­цевые и внутренние поверхности любой сложности. Обрабатываются все марки сталей, цветные металлы и их сплавы. Технология УЗУФО позволяет исключить трудоёмкие операции шлифовки и полировки, экономит производственные площади. Не требуется транспортировка деталей к месту финишной доводки поверхности, так как деталь полностью обрабатывается и доводится на одном станке. Предлагаемая технология позволяет механизировать и автоматизиро­вать финишные операции, исключает ручной труд на этих операциях. Произво­дительность труда при этом повышается в 1,5-Зраза. Отпадает необходимость в приобретении дорогостоящего импортного станочного оборудования.
Комплект оборудования состоит:

1. Ультразвуковой генератор (0,2- 1,0) кВт;
2. Ультразвуковая колебательная система (0,2 - 1,0) кВт.
3. Технологическое устройство.
4. Сменный наконечник с закреплённым индентором из твёрдого материала (металлокерамика, минераллокерамика, алмаз).

1. Ультразвуковой генератор преобразовывает электрический сигнал про­мышленной частоты (50 Гц.) в электрический сигнал ультразвуковой час­тоты (22000 Гц.).
2. Ультразвуковая колебательная система позволяет преобразовать элект­рический сигнал ультразвуковой частоты в механические колебания уль­тразвуковой частоты и малой амплитуды.
3. Технологическое устройство позволяет закреплять колебательную систе­му, осуществлять свободные перемещения в осевом направлении (сис­тема подпружинена) и регулировать усилия давления на обрабатываемую поверхность.

Колебательная система в технологическом устройстве легко крепится в резцедержателе токарного станка.
3.     Потребители продукта или услуги
Оборудование для ультразвуковой упрочняюще-финишной обработки по­верхностей металлических изделий востребовано в областях: машиностроение, автомобилестроение, авиастроение, судостроение и т. д., а также в крупных и мелких ремонтных мастерских. В Санкт-Петербурге крупнейшими потребите­лями данного оборудования могут быть такие предприятия машиностроитель­ного комплекса, как: Кировский завод, Ижорские заводы, Пролетарский завод, Обуховский завод, завод «Звезда», механические цеха судостроительных и дру­гих заводов, управления механизации в строительном комплексе, ремонтные мастерские автохозяйств, предприятия автосервиса и т. д.
4.   Производители продукта или услуги
В инновационном научно-исследовательском центре ультразвуковых тех­нологий ГОУВПО «СЗТУ» более 20 лет разрабатывается, изготавливается и внедряется на предприятиях России и Ближнего Зарубежья ультразвуковое оборудование различного технологического назначения, а также ультразву­ковые приборы неразрушающего контроля.
Крупносерийное производство этого оборудования целесообразно орга­низовать на Кировском заводе в кооперации с ООО «НПФ «Мехкомплектация».
5. Мероприятия по продвижению продукта
5.1.   Постоянное участие в выставках, конкурсах проектов, конференциях,
семинарах, внедрение наших разработок в учебный процесс Универси-
тета.
Разработка и издание методических пособий по лабораторным работам, создание стендов для проведения практических занятий
и лабораторных ра­бот, проведение практических занятий и лабораторных работ.
5.2.   Наши разработки в области интенсивного и слабого Ультразвука защи-
щены патентами и авторскими свидетельствами сотрудника СЗТУ - на-
учного руководителя проекта:
«Способ безабразивной ультразвуковой финишной обработки по­верхности». Потапов А. И., Патент на изобретение № 2127658;
«Способ изготовления кольцевой заготовки из стеклопластика», По­тапов А.И., а.с. на изобретение № 1399995;
«Способ изготовления труб из пластмасс». Потапов А. И., а. с. на изоб­ретение №576717;
«Устройство для изготовления труб». Потапов А.И., - а.с. на изобре­тение №617276;
«Устройство для пропитки и сушки ткани». Потапов А.И., а.с. на изоб­ретение 579032.
5.3.   Публикации по тематике проекта:

1. А. Г. Палаев. Резание материалов с использованием ультразвука. - Инструмент, № 3, 1996, с. 29.
2. И. В. Петушко, Ю.Н. Дроздецкий, А. Г. Палаев. Новый станок УЗОС-1,0/22 для ультразвуковой размерной обработки. -Металлообработ­ка, №1(25), 2005., с. 43 - 45.
3. В. Е. Махов, А. Г. Палаев, А. И. Потапов. Автоматизация контроля свар­ных швов на базе технологии фирмы NATIONAL INSTRUMENTS. - Об­разовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments. Сб. трудов конференции. 23-24 но­ября 2007 г. - М.: РУДН, 2007.
4. А.В. Кимстач, А.Г. Палаев. «Первичные ультразвуковые преобразова­тели» - учебно-методический комплекс, СЗТУ, 2007.
5. А.В. Кимстач, А.Г. Палаев. Методические указания к выполнению лабо­раторных работ по теме «Исследование режимов ультразвуковой очис­тки и мойки деталей» - учебно-методический комплекс, СЗТУ, 2008.

5.4.   Разработки авторского коллектива награждены дипломами и медаля-
ми:

1. Диплом Петербургской технической ярмарки на конкурсе «Лучший инновационный проект в области металлургии и машиностроения» за разработку «Универсальный ультразвуковой сварочный пистолет» в номинации «Новые высокотехнологичные разработки оборудова­ния и наукоемкие технологии», Санкт-Петербург, март 2008 г.
2. Диплом с вручением медали Петербургской технической ярмарки на конкурсе «Лучший инновационный проект в области металлургии и машиностроения» за разработку установки для ультразвуковой уп­рочняющей финишной обработки шаровых поверхностей» в номи­нации «Эффективность внедрения новых разработок, модернизации производства», 2007 г.
3. Диплом 1 степени с вручением Золотой медали Международной вы­ставки «Высокие технологии, инновации, инвестиции» за разработку «Станок для ультразвуковой обработки твердых и хрупких материа­лов (твердый сплав, камень, стекло)» в номинации «Лучший иннова­ционный проект в области передовых технологий машиностроения», Санкт-Петербург, 2007 г.

1. В Северо-Западном государственном заочном техническом универси­тете работают учёные и инженеры, являющиеся специалистами высокой квалификации в области УЛЬТРАЗВУКА. В аспирантуре и докторантуре нашего университета учились и учатся многие специалисты России и ближнего зарубежья, которые защитили и будут защищать диссертации в области слабого и мощного УЛЬТРАЗВУКА.
2. В инновационном НИЦУТ СЗТУ изготавливается и поставляется заказчи­кам разработанное ультразвуковое оборудование, а также разрабаты­ваются и поставляются заказчикам новые ультразвуковые установки для решения специальных технологических задач.

6. Мероприятия по организации производства
В ГОУВПО «СЗТУ» не только разрабатывается, но и изготавливается, и внедряется на предприятиях России и ближнего зарубежья комплектное уль­тразвуковое оборудование различного технологического назначения, а так­же ультразвуковые приборы неразрушающего контроля.
Это оборудование изготавливается нами сегодня мелкими сериями или в единичных экземплярах, хотя потенциально сфера применения данного обо­рудования и технологии УЗУФО чрезвычайно широка.
Наш Университет обладает хорошей лабораторно-производственной ба­зой и обширными связями с промышленными предприятиями Санкт-Петер­бурга и всего Северо-Западного региона. Многие специалисты и руководи­тели предприятий являются выпускниками нашего Университета.
Мы можем организовать серийный выпуск ультразвуковых комплектов для оснащения большей части имеющихся токарных станков предприятий, крупных и мелких ремонтных мастерских Санкт-Петербурга, России, Ближ­него и Дальнего Зарубежья в кооперации с такими предприятиями Санкт-Петербурга, как ООО «НПФ «Мехкомплектация», «Кировский завод», механи­ческий цех завода «Северная верфь».
Для организации серийного выпуска оборудования для УЗУФО согласно расчету, приведенному в п. 8, необходимы капиталовложения в объеме при­мерно 88,5 млн. рублей в течение 2008 -2010 гг., в том числе: '   на дополнительные НИОКР по технологии УЗУФО применительно к мас­совым операциям обработки поверхностей металлических деталей -15 млн. руб.;

1. на проектирование технологии изготовления комплектов оборудования для УЗУФО в условиях крупносерийного производства - 40 млн. руб.;
2. на перепрофилирование имеющихся мощностей предприятия на произ­водство оборудования для УЗУФО - примерно 3 млн. руб.
3. на обучение и переподготовку производственного персонала -0,5 млн. руб.;
4. на закупку комплектующих изделий для производства рассчитанного объ­ема оборудования для УЗУФО, а также на покрытие потребности пред­приятия - изготовителя предлагаемого оборудования в средствах на оплату труда, на покрытие эксплуатационных и накладных расходов до момента достижения им «точки безубыточности» (с учетом непродолжи­тельного производственного цикла изготовления и реализации изделий) - примерно 20 млн. руб.;
5. на дополнительные непредвиденные расходы и страхование производс­твенных рисков - 10 млн. руб.

Годовой оборот предприятия по производству предлагаемого оборудова­ния может составить порядка 2,5 млрд. руб. в год после выхода на проектную мощность.