Введение к работе
\
;У-Г\, Актуальность работы. Добиться существенного прогресса в развитии современного литейного, производства, не ориентируясь на сокращение сроков и повышение качества технологической подготовки производства (ТЛШ), практически невозможно. Именно качеством и сроками технологической подготовки определяется уровень литейных технологий, позволяющий обеспечить надеящую заготовительную базу для выдачи конечного продукта. Большую роль здесь призваны сыграть разрабатываемые на основе последних достижений информатики и прикладной математики системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) литья. Применение САПР ТП особенно рационально и эффективно на базе относительно недорогих и доступных большинству проектных подразделений персональных ЭШ в ТИП быстро распространяющихся специальных видов литья, где при проведении проектных работ используется больпой объем информации и в большой степени формализуемые методики разработки технологических процессов, а характерными моментами являются высокая стоимость и сложность метал-. лической оснастки и трудности доработки принятых проектных решений в условиях производства. Одним из таких видов является литье под давлением (ЛВД). Характерными дефектами отлавок, получаемых способом ЛНД, являются газовая пористость и спаи, связанные со спецификой процессов заполнения формы.
Работа выполнялась как составная, часть проекта "Интеллектуализация автоматизированных процессов проектирования и научных исследований" в рамках принятой программы "САПР" Государственного комитета по делам науки ж высшей школы РСФСР.
Целями работы являются разработка и освоение методик автоматизированного проектирования технологии отливки и-оснастки ЛЇЇД, позволяющих ускорить и улучшить ТШ за счет применения новых способов расчетов, опенок и выбора параметров технологического процесса, касающихся, главным образом, процесса заполнения формы, и возможностей вычислительной техники; повысить качество принимаемых технологических и конструкторских решении и, в конечном счете, получаемого литья.
Методы исследования. При исследовании математических моделей процессов и структурно-функциональном анализе форм применялась методы математического анализа, прикладной математики, ма-
_ 4 - '
тематической физики, теории систем и вычислительной гидро-газо-данашки. Новые расчетные методики разрабатывались с использо-: ваниен аппарата сопротивления материалов, общей физики и литейной гидравлики. Автоматизация проектирования технологии отливки и технологической оснастки реалиаовывалась на основе методов машинной графики, компьютерной геометрии, информатики, практического программирования и теории САПР.
Научная новизна. В работе получены следующие научные результаты и положения.
-
Разработана и освоена методика автоматизированного проектирования на персонально! ЭНЛ технологии отливки и оснастки ЛПД, учитывающая специфику массового и серийного производства.
-
Проведен анализ и исследован алгоритм иаховдения ряда частных решений обобщенной аналитической модели процесса заполнения в ЛПД численными методами; определены условия и границы их применения для решения практических задач.
-
Разработана и освоена методика проведения компьютерного моделирования процесса заполнения «а основе аналитико-имита-ционной модели, применимая для отладки технологического процесса на стадии ТІШ и прогнозирования характерных дефектов отливок.
-
Проанализированы варианты технологических режимов заполнения и поведения системы "расплав - газ" в каналах формы для различных конструкций литниковых систем и кинематики прессующего поршня и математически выявлена связь медду основными параметрами технологической схемы процесса ЛЇЇД.
-
Разработана методика совместного проверочного расчета вентиляционной и литниковой систем пресс-формы ЛПД на соответствие газовому рекиму, позволяющая решать задачи оценки эффективности работы компонентов вентиляционной системы, расположила и расчета их рабочих размеров, а так&е вопрос рациональности применения той или иной технологической схемы для обеспечения качества литья по газовым дефектам по разработанному оценочному критерии..
Практическая, ценность работы состоит в том, что разработанный программный комплекс автоматизации проектирования технологии и оснастки ЛПД,- но'вые проектные методики и рекомендации по результатам анализа технологических-ренгмов позволяют сократить сроки и повысить качество ТІШ, а также увеличить произво-діггельпзсть и поднять культуру труда ишалзров-литеііцикзв про-* ег.с:шх и технологических подразделений машиностроительных- сред-
ггоиятий. . . .
Реализация результатов работы. Результаты работы проверены и внедрены на Нижегородском производственном объединении Теплообменник" с сокращением времени разработки технологического процесса -ж в 15 раз. Годовой экономический эффект составил 16,175 тис.руб.
Разработанная методика автоматизированного проектирования оснастки опробована и внедрена на производственном объединении ТА2" для разработки пресс-форм литья под давлением пластмассовых деталей на персональных ЭШ типа ІШ PC с выигрышем по времени в 2-4 раза в зависимости от сложности детали, что обеспечивает ориентировочны;"! экономический эффект'4,5-6,0 руб. на I час маканного времени.
Разработанный программный комплекс для автоматизированного проектирования технологии ЛПД прошел проверку и внедряется в условиях 2аволяского производственного объединения "Автодвига-тель" с ояпдаемыы экономическим эффектом более 70 'тыс.руб.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуядались:
на научных семинарах кафедры "Машины а технология литейного производства" и "Литейно-металлургические процессы и сплавы" НШИ в 1988-1992 г.г.;
на научно-технических семинарах на предприятиях ПО ТАЗ", ПО "Теплообменник" (г.Бианиа Новгород), ПО "Автодвигатель"
(г.Заволжье), в 1983-1992 г.г.;
на региональных научно-технических семинарах и контерен-аиях Ршго-Вятского региона "Прогрессивные технологические процессы и охрана труда в литейно-металлургическом производстве", ПДГИ, НТО "Машпром", Н.Новгород. 1989,1990,1991 г.г.;
на всесоюзном научно-техническом семинаре "Современные технологические процессы и оборудование для литья в металлические формы", ЦНИИ информации, '.&ноборонпром, Москва, 198Э г.;
на республиканской научно-технической конференции "Разработка технологических процессов литья, проектирования оснастки л ачалпэ качества отливок с использованием ЭШ", РЛТІЇ, Рыбинск, 1990 г.";
на всесоюзной научно— техническом конференция "Уг:равлз.;і:е технологически:.!!! процессами литья и свойствами_отливок", НЛА7, .Москва, 1Э90 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статеіі з
- б -
центральных и других издательствах.
Объем работы.-Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, изложенных на ^56 листах, содержит 50 рисунков, 3 таблицы и приложения. Список литературы содержит 166 наименований.