автореферат диссертации по искусствоведению, специальность ВАК РФ 17.00.06
диссертация на тему: Метод автоматизированного проектирования ортопедических рукояток стандартных спортивных пистолетов

Полный текст автореферата диссертации по теме "Метод автоматизированного проектирования ортопедических рукояток стандартных спортивных пистолетов"

На правах рукописи

Садыкова Гульназ Рафисовна

МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРТОПЕДИЧЕСКИХ РУКОЯТОК СТАНДАРТНЫХ СПОРТИВНЫХ

ПИСТОЛЕТОВ

Специальность 17.00.06 - Техническая эстетика и дизайн

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск-2015

3 НАР 2015

005559868

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

Научный руководитель: Черных Михаил Михайлович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова», декан факультета «Реклама и дизайн»

Официальные оппоненты: Сафин Руслан Рушанович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», заведующий кафедрой «Архитектура и дизайн изделий из древесины»

Коржов Евгений Геннадьевич кандидат технических наук, ООО «Адаме Полишез Рус» директор по маркетингу

Ведущая организация: ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) феде-

ральный университет имени М.В. Ломоносова», г. Архангельск

Защита состоится «24» марта 2015 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.119.04 при Институте технической эстетики МИРЭА-МГУПИ по адресу: Москва, ул. Хованская, д.119с, аудитория 309.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ, на сайте МГУПИ http://www.mgupi.ru/

Автореферат разослан «20» февраля 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, к.т.н. /^Лу А.Э. Дрюкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Сегодня стрельба из пистолетов, как один из основных видов стрелкового спорта, активно развивается. Ежегодно проводятся соревнования различного уровня от региональных до чемпионатов Европы и мира. Упражнения по пулевой стрельбе входят в олимпийскую программу. Соревнования по стрельбе характерны длительностью и статичностью стойки спортсмена при большом количестве выстрелов, поэтому обеспечение минимальной утомляемости спортсмена за счет удобства удержания оружия особенно важно для стабильной точной стрельбы. С этой целью рукоятки спортивных пистолетов выполняют с учетом анатомических особенностей кисти руки спортсменов. Ведущие зарубежные производители предлагают ортопедические рукоятки эргономичной формы по определенному размерному ряду, в то время как рукоятки отечественных стандартных спортивных пистолетов - пневматического МР-46М и малокалиберного МР-35М - производятся только в одном исполнении под кисть руки средних размеров взрослого мужчины. Причем форма рукоятки не учитывает ряда важных анатомических особенностей кисти руки. Спортсмены вынуждены самостоятельно или с привлечением профессиональных мастров-резчиков дорабатывать рукоятки вручную. Ручная доработка длительна, ее результат зависит от опыта тренера и мастерства резчика. Поэтому рукоятки сложно довести до формы и размеров, соответствующих кисти руки. А в период доводки спортсмену сложно достичь стабильных, высоких результатов. Отмеченные недостатки существенно снижают конкурентоспособность отечественных спортивных пистолетов. Их доля на российском рынке не превышает 13%.

Разработка метода автоматизированного проектирования ортопедических рукояток, адаптированных под кисть руки стрелка, позволит организовать автоматизированное производство рукояток, повысить конкурентоспособность стандартных спортивных отечественных пистолетов, способствовать импорто-замещению данного вида продукции.

Степень теоретической разработанности темы исследования

Исследованию влияния на результаты стрельбы формы рукоятки и рекомендациям по их проектированию посвящен ряд работ отечественных и зарубежных ученых и практиков - Юрьева A.A., Разоренова В.А., Bruno Brukner, Данилова А.П., Корха А.Я., Вайнпггейна Л.М., Бозержана Ж., Книль В. А., Фе-дорина В.Н. и др.

Однако по ряду причин известной информации недостаточно для автоматизированного проектирования ортопедических рукояток отечественных стандартных спортивных пистолетов. Известные рекомендации носят общий характер и не позволяют определить конкретные размеры рукояток, адаптированных к кисти руки.

Область исследования соответствует научной специальности 17.00.06 «Техническая эстетика и дизайн» (п. 6 Методы расчета и изменения параметров проектирования).

Цели и задачи исследования

Цель исследования: Повышение конкурентоспособности отечественных стандартных спортивных пистолетов за счет разработки метода автоматизированного проектирования ортопедических рукояток, создания их размерного ряда и разработки технологического процесса автоматизированного производства.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1.Анализ характеристик отечественных и зарубежных образцов спортивных пневматических пистолетов.

2.Исследование формы внутренней поверхности кисти руки в положении охвата рукоятки.

3.Разработка метода автоматизированного проектирования ортопедических рукояток.

4.Разработка размерного ряда ортопедических рукояток стандартных спортивных пистолетов.

5.Разработка узла регулирования положения рукоятки пистолета МР-46М.

б.Разработка и внедрение технологического процесса автоматизированного производства ортопедических рукояток.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются рукоятки спортивных пистолетов.

Предметом исследования является ортопедическая рукоятка отечественного спортивного пневматического пистолета МР-46М.

Научная новизна работы

1 .Установлена форма внутренней поверхности кисти руки в положении удержания рукоятки пистолета.

2.Разработан метод автоматизированного проектирования ортопедических рукояток стандартных спортивных пистолетов, учитывающий антропометрические параметры кисти руки.

3.Установлен диапазон безразличия основных размеров ортопедической рукоятки, соответствующий 8-9мм по длине ладони и 6мм по ее ширине, и разработан размерный ряд ортопедических рукояток, удовлетворяющий размерам кистей рук 95% респондентов.

4.Разработана конструкция узла крепления ортопедической рукоятки пистолета МР-46М, обеспечивающая регулирование положения рукоятки в вертикальной плоскости до 1°.

5. Разработан научно обоснованный технологический процесс автоматизированного производства ортопедических рукояток.

Практическая значимость работы

1.Предложенный метод позволяет проектировать рукоятки, адаптированные к анатомическим особенностям кисти руки, обеспечивающие удобное удержание, снижение утомляемости при длительной стрельбе и достижение спортсменом стабильных высоких результатов.

2. Разработанный размерный ряд рукояток обеспечивает возможность удовлетворения спроса без предварительного заказа, а также позволяет юниорам заменять с возрастом рукоятку на геометрически подобную больших размеров, сохраняя технику стрельбы и стабильность ее результатов.

3.Регулирование положения рукоятки относительно оси канала ствола позволяет учесть спортсмену индивидуальный угол наклона лучезапястного сустава, что повышает стабильность результатов стрельбы.

4.Разработанный технологический процесс автоматизированного производства рукояток позволяет исключить или значительно уменьшить их ручную доработку и повысить производительность.

5.Предложенный комплекс научно обоснованных конструктивных и технологических решений повышает конкурентоспособность отечественных стандартных спортивных пистолетов и способствует импортозамещению данной продукции.

Методология и методы исследования

Теоретические исследования разработки базировались на методах экспертных оценок, методах эргономических исследований, методе моделирования, математической статистики и средствах компьютерной графики. Экспериментальные исследования проводились с использованием пакетов прикладных программ Microsoft Office, CAD/CAM систем (Delcam PowerShape, Delcam Power-Mill, Creo Parametric), оборудования (бесконтактный оптический 3D сканер Artec) и станка с числовым программным управлением (вертикально-фрезерный обрабатывающий центр GFY 96/106).

Положения, выносимые на защиту

1.Метод автоматизированного проектирования ортопедических рукояток стандартных спортивных пистолетов.

2.Размерный ряд ортопедических рукояток стандартных спортивных пистолетов.

3.Конструкция узла крепления ортопедической рукоятки пневматического спортивного пистолета МР-46М, обеспечивающая регулирование положения рукоятки в вертикальной плоскости.

5.Технологический процесс автоматизированного производства ортопедических рукояток.

Достоверность результатов обеспечивается использованием в качестве теоретической и методологической базы диссертационного исследования стандартов, научной энциклопедической и справочной литературы по исследуемой

проблеме, пакетов прикладных программ, публикациями в научной печати и докладами на научных конференциях.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Всероссийской ежегодной научно-технической конференции «Общество, наука, инновации» (г. Киров, 2012г.); региональных выставках-сессиях инновационных проектов студентов и молодых ученых (г. Ижевск, 2012 и 2013гг.); XV Всероссийской научно-практической конференции (Ижевск , 22-25 октября 2012г.); II Всероссийской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и молодых ученых с международным участием «Молодые ученые - ускорению научно-технического прогресса в XXI веке» (г. Ижевск, 2013); Fourth forum of young researchers in the framework of international forum «Education Quality - 2014» (Izhevsk, 2014), на научных семинарах факультета «Реклама и дизайн» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова (2012-2014гт.), на заседаниях кафедры «Технология промышленной и художественной обработки материалов» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова (2011-2014гг.)

Результаты исследований представлялись на выставках и конкурсах. В региональных выставках-сессиях инновационных проектов студентов и молодых ученых г. Ижевска в 2012-1013гг. работа отмечена дипломами первой степени, второй и третьей степени. В конкурсе «Лучшая инновационная разработка в области стрелкового оружия», проводимом Музейно-выставочным комплексом им. М.Т. Калашникова в 2013г., работа отмечена дипломом и денежной премией. В отрытом конкурсе инновационных проектов, проводимом в 2014г. Концерном «Калашников» и посвященном 95-летию со дня рождения М.Т. Калашникова, в секции «Конструкторские проекты» награждена грамотой за 3 место.

Работа выполнялась по гранту имени В.П. Остроумова в рамках реализации программы стратегического развития ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» на 2012 - 2016 годы.

По основным результатам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 5 статей в рецензируемых научных журналах по перечню ВАК, получены два патента на полезную модель.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 80 наименований и 4 приложений. Текст работы изложен на 124 страницах, содержит 59 рисунков и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, описана степень теоретической разработанности темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, выявлена научная новизна и практическая значимость, изложена методология и методы исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, определена степень достоверности и апробация результатов.

В первой главе «Состояние вопроса и постановка задач исследования» рассмотрена история развития и современное состояние стрелкового спорта в мире, Росси и Удмуртской Республике, являющейся одним из ведущих центров подготовки стрелков-спортсменов и основным производителем спортивных пистолетов. Приведены виды пулевой стрельбы, подразделяющейся на стрельбу из пистолета и винтовки по неподвижной мишени, стрельбу из винтовки по движущейся мишени. Обоснован рост популярности стрелкового спорта и важность стрельбы из пневматического пистолета в подготовке как стрелков-спортсменов, так и сотрудников спецслужб. Объяснена роль рукоятки в обеспечении высокой результативности стрельбы. Приведены сведения о требованиях, предъявляемых к пневматическим пистолетам и их рукояткам. Выполнен обзор материалов, применяемых для изготовления рукояток, показаны достоинства и недостатки материалов.

Анализ технических характеристик отечественных и зарубежных спортивных пневматических пистолетов показал (таблица 1), что отечественный пистолет МР-46М при существенно меньшей цене (в среднем в четыре с половиной раза) содержит все основные опции - регулировку длины прицельной линии, сменные целики, сменные мушки и соответствует правилам соревнований. Однако производится с рукояткой одного типоразмера не адаптированной под ру-

ку стрелка. Пистолет МР-46М наиболее серьезно проигрывает зарубежным аналогам по удобству удержания.

Таблица 1 - Анализ характеристик спортивных пневматических пистолетов

Фирма производитель, модель Опции Цена, руб

Регулировка длины придельной линии Регулируемые элементы прицельного приспособления Комплектация сменными рукоятками Регулировка положения рукоятки Прочее

Feinwerkbau, Р44 Есть Ширина прорези, сменная мушка Пять типоразмеров; под левую и правую руку 3-Б Абсорбер, сепаратор, балансировочные грузы 89900

Morini. CM 162 Ш! EI ^ i Есть Ширина прорези, сменная мушка Семь типоразмеров; под левую и правую РУКУ З-Б, нет для модификации Е1 Модификация Е1 с электронным спусковым механизмом 92800

Match Guns, MG HI ДруЕВЯД Есть Ширина прорези Рукоятка изготавливается по индивидуальному отпечатку кисти З-О Компенсатор, балансировочные грузы 81200

Steyr Spomvaffen. LP 10 Ji—■ •• ^ fisf Есть Ширина и глубина прорези, сменная мушка Восемь типоразмеров; под левую и правую руку З-В Стабилизатор, компенсатор, балансировочные грузы 95700

Walthei, LP 400 ■^fesfSUsS 4ЙГ Есть Ширина мушки Шесть типоразмеров; под левую и правую руку 3-Б Абсорбер, компенсатор, балансировочные грузы, регулировка положения спускового крючка 92800

TESRO, PA 10 Есть Ширина прорези Три типоразмера; под правую и под левую руку (один размер) 3-Э Компенсатор 84100

MP-46M Есть Сменные целики, сменные мушки Один типоразмер Нет Нет 21040

В первой главе работы дано обоснование актуальности работы, сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава «Моделирование ортопедической рукоятки» посвящена исследованию формообразования рукоятки пистолета с учетом анатомических особенностей кисти руки.

В работе использовали технологию реверс инжиниринга для автоматизированного проектирования формы рукоятки. Из рассмотренных вариантов создания ЗО-модели рукоятки наиболее точным является основанный на сканировании гипсовой отливки руки в согнутом положении, имитирующем удержание пистолета. Полученная данным способом цифровая модель наиболее пригодна

для дальнейшего моделирования ортопедических рукояток в программной среде.

Метод автоматизированного проектирования ортопедической рукоятки состоит из трех основных этапов: сканирования, создания усредненного скана и создания 3ГО-модели рукоятки (рисунок I).

Получение сканй *

' » . Л'- |

Ошк:нелше скати* ■

¡Л "Г ',.?

• л )

Ч) модель . •:

*

Экспорт ЛМ>ДСЛ» - >

. .., . ..............- пвваа

^Совмсшсит: Зр.^кцезсй скэноо| 4.' Выделение формообразующий,.

профилей i

Г' ♦ " :

%. Апнроксияюпям

■ж рукояткл ■)

Ш Построение 3D -

Экенор£ модели J Рисунок 1 - Алгоритм проектирования ортопедической рукоятки

На первом этапе осуществляли сканирование отливок кистей рук среднего размера и оптимизацию полученных сканов в программной среде Artec Studio 9.

На втором этапе определили усредненные формообразующие профили в сечении сканов плоскостями (рисунок 2) (таблица 2).

Рисунок 2 - Сечение скана

На третьем этапе разработали ЗО-модель ортопедической рукоятки на основе полученных усредненных формообразующих, а также известных из лите-

ратурных источников рекомендаций. Управляющий 20 и ЗО эскизы позволяют быстро изменить размер модели рукоятки путем изменения определенных отрезков, исключая необходимость заново отстраивать модель нового размера.

Созданная модель служит основой разработки управляющей программы для станка с числовым программным управлением.

Таблица 2 - Определение усредненных профилей поверхности сканов отливок в характерных сечениях

Графики профилей

)или сечсння на скане

О 10" 20 30 40 50 Ы)" 70" "80 90'мм

1)у = -0,00Их + 0.0897Х2 - 1,4437х + 11,295; Л» = 0,7864

2)у = 0.0016Х3 - 0,0644х2 + 1,0362х + 49,829; Я» = 0,8225

Вид на скан справа, 1,2 - графики усредненных профилен в сечении плоскостью А_

О 5 101520 2? мм у = -0,0203х + 0,5426х4 - 5,1663х3 + 20,871х2 - 32,095х + 24,75; ЯМ),991__

Вид на скан сзади, 1 — график усредненного профиля в сечении плоскостью Б_

1)у= -0,0001х3 +0,0167х"-0,7928Х+ 16,061; И» = 0,9652;

2) у= -0,0131х2 + 0,9785х + 19,782; Кг = 0,9946___

Вид на скан сверху, 1,2 — графики усредненных профилей в сечении плоскостью В_

Вид на асан сверху, 1- график усредненного профиля полученного в сечении плоскостью Г

Вид на скан сверху, 1 график усредненного профиля в сечении плоскостью Д

Продолжение таблицы 2

мм

+ 0,0001х4 - 0,0086х3 + 0,2398х2 -= 0,9412_

Я2

У =

0,7654х +9,9563;

У = И' = 0,9622

- 0,0545Х+ 16,481;

На разработанную рукоятку улучшенной эргономики получен патент № 145273 на полезную модель «Рукоятка спортивного пневматического пистолета» от 11.08.2014г.

Третья глава «Эргономика и размерная типология ортопедических рукояток спортивных пневматических пистолетов» посвящена эргономической оценке спроектированной рукоятки и созданию размерного ряда ортопедических рукояток.

Показаны эргономические преимущества разработанной ортопедической рукоятки в сравнении с серийной рукояткой. Эргономичность формы подтверждена экспертной оценкой удобства удержания по результатам испытаний стрельбы из пневматического пистолета МР-46М оснащенного разработанными ортопедическими рукоятками (рисунок 3).

13

Балл 5 ---------

i

i __________

4

3 j--------

° 1 2 3 4 5 6 № Рисунок 3 - Гистограмма экспертной оценки удобства удержания пистолетов: 1- МР-46М со стандартной рукояткой (Россия), 2- МР-46М с разработанной рукояткой (Россия), 3- LP 400 (Walther, Германия), 4- LP 10 (Steyr Sportwaffen, Австрия), 5- СМ 162 MI/EI (Morini, Швейцария), 6- Р44 (Finwerkbau, Германия)

Разработан размерный ряд ортопедических рукояток с целью обеспечения удобства удержания пистолета кистью руки различных размеров. Для этого проведен обмер ладоней 3000 респондентов в возрасте от 10 до 60 лет, выбранных случайным образом. Измеряли длину ладони Н1 и ширину Н2, определяющие основные размеры рукоятки - ее ширину А, полноту В и высоту С.

Результаты обмеров показали наличие корреляционной связи (рисунок 4), а так же распределение значений длины и ширины ладони по закону нормального распределения.

Н2, мм 110

105

100

95

90

S5

80

75

70

65

60

140 150 160 170 180 190 200 210 220 Н1,мм

Рисунок 4 - Поле рассеяния размеров Н1 и Н2;

1- корреляционная зависимость у=0,499х-7,89; R2=0,6343

Применение аппарата математической статистики и метода перцентилей позволило определить граничные значения размерных рядов, которые охваты-

вают размеры кистей рук 95% респондентов, исключая 2,5% наименьших значений размеров и 2,5% наибольших. Такой диапазон длины ладони составляет от 156,94 до 206,54мм., ширины ладони - от 67,24 до 98,36 мм.

С целью приведения разнообразия размеров ладони Н1 и Н2 к небольшому числу типов, т.е. создания размерного ряда ортопедических рукояток, определен интервал безразличия и выполнена дискретизация диапазонов размеров, позволяя пользоваться рукояткой одного и того же размера спортсменам с размерами кисти руки не полностью совпадающими с размерами рукоятки, отличающимися от среднего размера в большую или меньшую сторону в пределах половины интервала безразличия.

Интервал безразличия определен опытным путем по результатам испытаний по стрельбе с привлечением стрелков-спортсменов высокого уровня (кандидатов в мастера спорта и мастеров спорта).

На основании результатов исследования установили, что интервал безразличия по длине ладони составил 8-9мм, что позволило обосновать деление размерного ряда рукояток на шесть интервалов (таблица 3) (большее число интервалов в размерном ряду не приводят к существенному улучшению удобства удержания).

При шести интервалах размеров в размерном ряду диапазон безразличия по ширине ладони составил шесть миллиметров. В одном интервале ширины ладони выделены по три интервала ее длины — для короткой, средней и длинной кисти руки.

Таблица 3 - Интервалы размерного ряда рукояток, мм

Обозначения размеров Обозначения интервалов размеров

ХЭ Б М Ь ХЬ ХХЬ

Н1 146-154 155-164 164-173 173-182 182-191 191-200

155-164 164-173 173-182 182-191 191-200 200-209

164-173 173-182 182-191 191-200 200-209 209-218

Н2 65-71 71-77 77-83 83-89 89-95 95-101

Разработанный размерный ряд проверен и подтвержден результатами испытаний по стрельбе на специальном электронном стрелковом тренажере СКАТТ. Выявлено, что после длительной стрельбы из пневматического пистолета МР-46М, оснащенного разработанной ортопедической рукояткой с разме-

рами, соответствующими размерам Н1 и Н2 кисти руки, устойчивость прицеливания и стабильность результатов сохраняются. А применение рукояток соседних (большего и меньшего) размеров размерного ряда ведет к снижению стабильности стрельбы и большему разбросу результатов.

Четвертая глава «Конструктивное обеспечение регулирования положения рукоятки» посвящена разработке конструкции узла крепления ортопедической рукоятки пистолета МР-46М, обеспечивающей регулирование положения рукоятки в вертикальной плоскости.

Анализ литературных источников показал важность наличия возможности регулирования положения рукоятки в вертикальной плоскости. Регулирование положения рукоятки является одной из составляющих удобства удержания пистолета. У зарубежных образцов возможно регулирование положения рукоятки во всех направлениях, а у отечественного отсутствует.

Разработана конструкция узла крепления ортопедической рукоятки пистолета МР-46М, обеспечивающая регулирование положения рукоятки в вертикальной плоскости до 7° (рисунок 5) без изменения конструкции пистолета и крепежных отверстий. Возможность регулирования обеспечивается путем изменения узла крепления и геометрии полости под скобу. Рукоятка выполнена монолитной, склеенной из правой и левой щечек. Винты крепятся со стороны левой щечки, в которой выполнены пазы. При регулировании положения рукоятки винты ослабляются. Геометрия внутренней полости рукоятки и пазов рассчитывается (при разработке ЗБ-модели) таким образом, что при повороте рукоятки обеспечивается постоянный контакт между рукояткой в месте Б, рукояткой и скобой в месте В.В результате в рабочем положении при затянутых крепежных винтах сила отдачи выстрела передается непосредственно рукоятке, а не крепежным винтам, предотвращая расшатывание крепления и смещение рукоятки.

Положительным результатом является обеспечение индивидуального угла наклона рукоятки в вертикальной плоскости относительно оси канала ствола пистолета и повышение удобства удержания пистолета, что повышает стабильность результатов стрельбы. Испытания показали эффективность предложенной конструкции и надежность в работе.

На разработанную конструкцию рукоятки, получен патент № 146095 на полезную модель «Рукоятка спортивного пневматического пистолета» от 28.08. 2014г.

Пятая глава «Технологический процесс автоматизированного производства ортопедических рукояток пистолета МР-46М» посвящена проектированию технологического процесса автоматизированного изготовления ортопедических рукояток из древесины на основе исследования элементов режима резания и стратегий фрезерования.

Материалом для изготовления рукояток выбран орех ввиду высоких прочностных и эстетических характеристик.

Обработку выполняли фрезерованием на трехкоординатном станке с чистовым программным управлением ОРУ 98/108-з\у.

Обоснован выбор режущего инструмента с учетом вида обрабатываемой поверхности, требуемой точности, качества получаемой поверхности и элементов режима резания.

а) —"-и б)

Рисунок 5 - Схема крепления рукоятки: а - вид спарва (правая щечка условно не показана, б - разрез в месте крепления; 1- правая щечка, 2-левая щечка, 3- крепежные винты, 4 - скоба, 5 - рамка, 6 - прижимная пластина.

Определены стратегии фрезерования для каждой из операций, позволяющие получить обработанную поверхность должного качества при меньших временных затратах.

Результаты исследования влияния шага поперечной подачи на высоту профиля неровностей и комфортность удержания рукоятки показали, что при шаге поперечной подачи равном 1,2-1,4мм образующиеся неровности как исключают выскальзывание рукоятки при длительной стрельбе (рука потеет), таки и обеспечивают комфортное тактильное восприятие.

балл 5 7

Рисунок 6 - Влияние шага поперечной подачи фрезы на результаты экспертной оценки удобства удержания пистолетов

С уменьшением шага поперечной подачи усиливается выскальзывание из-за уменьшения высоты неровностей, а с увеличением шага снижается комфортность тактильного восприятия, поскольку с увеличением высоты неровностей рукоятка становится более «колючей».

Проведено исследование влияния скорости резания и продольной подачи на качество поверхности при фрезеровании. Установлены их рациональные сочетания, обеспечивающие высокую производительность без образования дефектов.

Разработано приспособление для зажима заготовок, обеспечивающее погрешность базирования при переустановке (повороте) заготовок не более ±0,1 мм и сокращающее время на смену инструмента.

В качестве материалов для рукояток могут применяться другие породы древесины, имеющие высокую прочность (береза, бук и др.), древесные материалы (фанера, клееная древесина) и пластмассы (текстолит, пластик ABC).

Формообразование рукояток может быть выполнено прессованием пластмасс в форме, изготовленной по разработанной ЗЦ-модели.

Рукоятки, изготовленные по разработанному технологическому процессу в соответствии с размерным рядом установлены на серийные спортивные пневматические пистолеты МР-46М, которые в настоящее время продаются через розничную сеть фирмы ООО «Ижевские ружья». Пистолет МР-46М со смонтированной ортопедической рукояткой представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Пистолет МР-46М с ортопедической рукояткой

Изготовленные по размерному ряду ортопедические рукоятки к пневматическому пистолету МР-46М внедрены в учебно-тренировочный процесс автономного образовательного учреждения дополнительного образования детей «Комплексная специализированная детско-юношеская спортивная школа олимпийского резерва Удмуртской Республики».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.Разработан метод автоматизированного проектирования ортопедических рукояток, который позволяет проектировать рукоятки в соответствии с антропометрическими параметрами кисти руки, изготавливать их в условиях автоматизированного производства исключив или существенно уменьшив ручную доводку рукояток, повысить удобство удержания пистолета, снизить утомляемость спортсменов, повысить стабильность результатов стрельбы.

2.Установленная корреляционная связь между основными размерами ладони и выявленный диапазон безразличия размеров ортопедических рукояток позволили создать их размерный ряд, удовлетворяющий размерам кисти рук 95% населения в возрасте от 10 до 60 лет.

3.Разработанный размерный ряд рукояток, обеспечивает удовлетворение спроса без предварительных заказов, а также позволяет юным спортсменам заменять с возрастом рукоятки на геометрически подобные сохраняя технику стрельбы и стабильность ее результатов.

4.Предложенная конструкция узла крепления ортопедической рукоятки пистолета МР-46М обеспечивает регулирование положения рукоятки в вертикальной плоскости до 7°, позволяет подобрать спортсмену индивидуальный угол наклона лучезапястного сустава и повысить стабильность результатов стрельбы.

5. Предложенный комплекс научно обоснованных конструктивных и технологических решений повышает конкурентоспособность отечественных стандартных спортивных пистолетов и способствует импортозамещению данной продукции.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах: Статьи в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК РФ

1. Драгунов, М.Е. Конкурентный анализ спортивных пневматических пистолетов. [Текст]/ М.Е. Драгунов, М.М. Черных, Г.Р. Садыкова // Вестник Иж-ГТУ имени М.Т. Калашникова- 2013 -№4(60). - С.26-28.

2. Черных М.М. Эргономика рукояток спортивных пистолетов/М.М. Черных, Г.Р. Садыкова, М.Е. Драгунов// Дизайн. Материалы. Технология, 2014-№2(32).-С. 39-43.

3. Chernykh М.М. Sport pistols grip ergonomic/M.M. Chernykh, G.R. Sadykova, M.E. Dravunov// Дизайн. Материалы. Технология, 2014-№2(32). - С. 43-46.

4. Садыкова Г.Р. Размерная типология ортопедических рукояток спортивных пистолетов/ Г.Р. Садыкова, М.М. Черных, М.Е. Драгунов// Дизайн. Материалы. Технология, 2014-№3(33). - С. 56-59.

5. Sadykova G.R. The size range for sport air pistols anatomical grips/ G.R. Sadykova, M.M. Chernykh, M.E. Dravunov// Дизайн. Материалы. Технология, 2014-№3(33). - С. 59-62.

Y\

Статьи, опубликованные в сборниках научных трудов

6. Садыкова Г.Р. Дизайн элементов удержания спортивного оружия на основе анализа антропометрических параметров / Г.Р. Садыкова // Сборник материалов Всероссийской ежегодной научно-технической конференции «Общество, наука, инновации»/ Вятский государственный университет. - Киров: Издательство Вятского государственного университета, 2012. (электронное издание).

7. Садыкова Г.Р. Совершенствование элементов удержания спортивного оружия» / Г.Р. Садыкова, М.Е. Драгунов // Сборник материалов XV Всерос. на-уч.-практ. конф. «Дизайн и технологии художественной обработки материалов» Ижевск, 2012. С 371-374.

8. Садыкова Г.Р. Дизайн-проектирование ортопедической рукоятки спортивного пистолета МР-46М / Г.Р. Садыкова // Сборник II Всероссийской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и молодых ученых с международным участием «Молодые ученые - ускорению научно-технического прогресса в XXI веке» Ижевск, 2013

9. Садыкова Г.Р. Разработка ортопедической рукоятки для пневматического пистолета МР-46М / Г.Р. Садыкова, М.М. Черных, М.Е. Драгунов, И.Г. Зябба-ров // Сборник тезисов докладов XVI Республикансой выставки-сессии студенческих инновационных проектов, (электронное издание). - Ижевск: 2013. -С.57-59.

10. Sadykova G.R. Reverse engineering technology in the sport pistols anatomical grip design. / G.R.Sadykova, M.M. Chernykh // Fourth forum of young researchers «Education Quality - 2014»// Izhevsk.: Publishing House of Kalashnikov ISTU, 2014. (электронное издание)

Патенты

1.Рукоятка спортивного пневматического пистолета: пат. 1460995 Рос. Федерация. №2014123745 заявл. 10.06.14; опубл.28.08.14

2.Рукоятка спортивного пневматического пистолета: пат. 145273 Рос. Федерация. №2014118245 заявл. 11.05.14; опубл. 11.08.14.