Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка и освоение методики автоматизированного проектирования технологии литья по выплавляемым моделям для мелкосерийного производства

Диссертация: Разработка и освоение методики автоматизированного проектирования технологии литья по выплавляемым моделям для мелкосерийного производства
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Три направления разработанной методики проектирования литниковых систем: готовая технология, использование математического моделирования и инженерный метод расчета позволяют иметь широкий выбор варианта, наиболее приемлемого для конкретных условий производства. Легкая адаптация и дешевизна установки позволяет внедрить ее на любое предприятие имеющее компьютерную технику. Совместимость всех… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Состояние вопроса и задачи исследования
    • 1. 1. Системы автоматизированного проектирования технологического процесса литейного производства
    • 1. 2. Анализ литниково-питающих систем ЛВМ и методов их расчетов
  • Выводы
  • Задачи исследования
  • 2. Тепловая модель и программа охлаждения металла в процессе заполнения и затвердевания
    • 2. 1. Предпосылки построения математической модели
    • 2. 2. Математическое построение модели процесса охлаждения и затвердевания металла в форме
    • 2. 3. Компьютерная программа модели процесса охлаждения металла в форме во время заполнения
    • 2. 4. Экспериментальная проверка модели охлаждения металла во время заполнения на соответствие реальным условиям
  • Выводы
  • 3. Математическая модель гидродинамических процессов в литейной форме при технологическом процессе литья по выплавляемым моделям
    • 3. 1. Особенности заполнения при разных типах литниково-питающих систем в литье по выплавляемым моделям
    • 3. 2. Математическая модель процесса заполнения формы металлом
      • 3. 2. 1. Преобразование уравнений Навье-Стокса в конечноразностную форму
    • 3. 3. Программное обеспечение гидродинамической модели
    • 3. 4. Работа гидродинамической и тепловой моделей в составе математической модели течения и охлаждения расплавленного металла в каналах литейной формы
  • Выводы
  • 4. Методика расчета литниково-питающих систем для основных классов отливок на основе моделирования
    • 4. 1. Анализ и классификация отливок получаемых ЛВМ
    • 4. 2. Результаты обработки производственных данных и данных математического моделирования
    • 4. 3. Производственное опробование
  • Выводы
  • 5. Особенности применения методик автоматизированного проектирования литниково-питающих систем и экономическая эффективность
    • 5. 1. Параметрическое проектирование литейной технологии применительно к расчету литниково-питающих систем ЛВМ
    • 5. 2. Программа автоматизированного проектирования и расчета ЛПС на основе математической модели процесса течения и затвердевания металла, а также производственного опыта
    • 5. 3. Основные положения системы автоматизированного параметрического проектирования литниково-питающих систем для литья по выплавляемым моделям
      • 5. 3. 1. Общая компоновочная схема системы автоматизированного параметрического проектирования
      • 5. 3. 2. Разработка базового информационного фонда
      • 5. 3. 3. Функциональная схема параметрической системы автоматизированного проектирования технологии ЛВМ
    • 5. 4. Экономическая эффективность применения методики автоматизированного проектирования
  • Выводы

Разработка и освоение методики автоматизированного проектирования технологии литья по выплавляемым моделям для мелкосерийного производства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Мелкосерийное производство отливок методом литья по выплавляемым моделям широко распространено в авиационной промышленности., приборостроении и др. В условиях производства отливок методом литья по выплавляемым моделям мелкосерийное производство требует особенно тщательной подготовки, т.к. любые ошибки на стадии проектирования и ввода отливки в серию приводят к удорожанию конечной продукции и нерентабельности производства.

Проблема точного расчета параметров литниково-питающей системы весьма важна, также важно и то, что в методе расчета должен отсутствовать субъективный фактор, и любой технолог (молодой или опытный) имел возможность быстро и качественно сделать свою работу.

Процесс пуска отливки в серию сопровождается значительными материально-техническими и временными затратами на расчет изготовление и доводку оснастки, отливку пробной партии. При этом неправильно рассчитанные параметры литниково-питающей системы приводят к многочисленным переделкам оснастки, потерям основных и вспомогательных материалов, электроэнергии, металла и т. д.

Отсутствие единых методик расчета приводит к невозможности передачи технологических разработок между смежными предприятиями, а также к невозможности создания автоматизированных систем расчета проектирования параметров литниково-питающих систем, которые позволили бы значительно ускорить ввод отливки в серию, уменьшить технологические затраты при этом.

В связи с вышеизложенным, особую актуальность имеет разработка методики точного расчета литниково-питающих систем на основе системы автоматизированного проектирования, способного адаптироваться к различиям условиям производства, исключить ошибки технолога в процессе расчета, освободить технолога от рутинных операций изготовления и заполнения соответствующей документации, тем самым обеспечить экономию материально-технических ресурсов и эффективность производства.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Тепловая модель охлаждения и затвердевания металла в процессе заполнения и после заполнения форме.

2. Математическая модель гидродинамических процессов в литейной форме, специфичной для литья по выплавляемым моделям.

3. Методика расчета литниково-питающих систем учитывающую специфику мелкосерийного и серийного производства. Методика предусматривает автоматизированное проектирование литниково-питающих систем с использованием математического моделирования, которое базируется на фундаментальных положениях теории теплопередачи и гидродинамики, использует численные методы решения задач.

4. Ускоренный инженерный метод расчета основных параметров литниково-питающих систем. Метод основан на применении эмпирических формул полученных в результате анализа производственных данных и данных моделирования. Несмотря на простоту данный метод имеет высокую точность.

193 Выводы:

1. В результате проведенных разработок построена новая система САПР модульного типа. Модульность системы позволяет адаптировать систему к любым технологическим условиям производства;

2. Легкая адаптация и дешевизна установки позволяет внедрить ее на любое предприятие имеющее компьютерную технику. Совместимость всех выходных данных позволяет легко производить обмен технологическими разработками между предприятиями, имеющими данную систему;

3. Многоуровневая экспертная система меню позволяет с первого раза произвести практически безошибочные действия как опытному технологу, так и молодому специалисту, что освобождает производство от неизбежных потерь в случае отсутствия опытного технолога;

4. Использование в основе системы профессионального графического пакета AUTOCAD, облегчает обучение персонала, так как данный пакет широко распространен на предприятиях. Применение данного пакета позволяет использовать недорогое аппаратное обеспечение;

5. Три направления разработанной методики проектирования литниковых систем: готовая технология, использование математического моделирования и инженерный метод расчета позволяют иметь широкий выбор варианта, наиболее приемлемого для конкретных условий производства.

6. Экономическая эффективность системы подтверждена промышленным апробированием.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.В., Русинов А. П. Автоматизированная система проектирования оптимальной технологии питания стальных отливок. Учебное пособие. Л., изд. ЛПИ, 1984, с. 68
  2. В.В., Чикунов В. М. Компьютерное проектирование отливок и формирование чертежей литейной оснастки // Литейное производство. -1991. № 10. — С. 9−10.
  3. В.Г., Калачев О. Н., и др. САПР в технологии машиностроения. Учебн. изд. ЯГТУ, Ярославль.-1995.-294с.
  4. Системы автоматизированного проектирования: В 9-ти кн. Кн. 9. Иллюстрированный словарь: Учеб. пособие для втузов/Д.М.Жук, П. К. Кузьмик, В. Б. Маничев и др.: Под ред. И. П. Норенкова. М.: Высш. шк., 1986. — 159 с.
  5. Г. И., Григорьев С. П., Леушин И. О. Техническое обеспечение САПР и изготовления литейной оснастки // Литейное производство. 1990. — № 10. — С. 29−30.
  6. A.B., Серебро B.C. Применение ЭВМ в литейном производстве за рубежом // Литейное производство. 1985. — № 11. — С. 37−39.
  7. A.A. Состояние и задачи развития САПР ТП литейного производства // Литейное производство. 1987. — № 11. — С. 22−23.
  8. ГОСТ 22 487–77 «Проектирование автоматизированное. Термины и определения.», с. 11
  9. САПР. Правила разработки и применения типовых проектных решений при проектировании технологических процессов литейного производства. Методические рекомендации. М., ВНИИНМАШ, 1984.
  10. B.C., Неуструев A.A. Решение задач первого уровня САПР ТП литья//Литейное производство. 1989. — № 10. — С. 23−24.
  11. А.Е., Фролов М. М., Пулит В. В., Тихомиров М. Д. Интегрированная САПР литейной технологии. Структура, функции, перспективы // Литейное производство. 1991. — № 10. — С. 23−24.
  12. Г. И., Леушин И. О., Нищенков A.B. Проектирование технологии литья под давлением с применением системы управления базой данных// Литейное производство. -1991. № 10. — С. 26−27.
  13. A.A., Моисеев B.C. Разработка и использование информационно-поисковой системы для проектирования технологии литья // Литейное производство. 1987. — № 10. — С. 10−11.
  14. C.B., Жук Д.М. Использование интегрированных САПР/АСТПП Diaklid/EUKLID в литейном производстве // Литейное производство. 1992. — № 12. — С. 13−15.
  15. Афанасьева E.B. DUCT5 конструирование и изготовление изделий сложной формы // Литейное производство. — 1992. — № 12. — С. 15−16.
  16. М.Д., Сабиров Д. Х., Абрамов A.A. Пакет прикладных программ «Полигон» для моделирования процессов литья алюминиевых сплавов//Литейное производство. -1991. № 10. — С. 6−7.
  17. А.Н. Автоматизированное проектирование литых заготовок и кокилей // Литейное производство. -1988. № 10. — С. 25−26.
  18. В.Г. Автоматизированное проектирование стержневой оснастки //Литейное производство. -1991. № 10. — С. 10−11.
  19. В.В., Кропотин В. В., Обухов A.B., Прокошев A.C., Секерина А. Н. ЛВМ-3 автоматизация технологии литья // Литейное производство. — 1990. — № 10. — С. 3−4.
  20. А.Н. Интегрированная система конструирования, инженерного анализа, изготовления и анализа изделий // Литейное производство. 1992. — № 12. — С. 11−13.
  21. Г. И., Леушин И. О. Автоматизированное проектирование металлической литейной оснастки // Литейное производство. 1995. — № 4−5. — С. 71.
  22. Г. И., Нищенков A.B., Леушин И. О., Чугунов В. К. Программные комплексы поддержки САПР литейной оснастки // Литейное производство. 1994. — № 2. — С. 27−28.
  23. И.О., Тимофеев Г. И., Нищенков A.B., Чугунов В. К. Автоматизированное проектирование нагреваемой стержневой оснастки // Литейное производство. 1994. — № 6. — С. 25−26.
  24. И.О., Тимофеев Г. И., Нищенков A.B., Сотсков С В., Суралев Л. М., Овчинников Г. В. Автоматизированное проектирование кокилей // Литейное производство. 1994. — № 6. — С. 25−26.
  25. Г. И., Леушин И. О., Потапов Д. А. Специфика автоматизированного проектирования модельной оснастки для оболочковых форм // Литейное производство. 1994. — № 7. — С. 23−24.
  26. Г. И., Нищенков A.B., Леушин И. О., Чугунов В. К., Гущин А. К., Усанова О. В. Автоматизированное проектирование пресс-форм литья по выплавляемым моделям для массового производства И Литейное производство. 1994. — № 9. — С. 25−26.
  27. В.М., Васькин В В., Пустошинцева Н. Ю., Дубровский A.C. САПР технологии литья по выплавляемым моделям.
  28. Проектирование литейного чертежа. // Литейное производство.- 1987,6,-С. 19.
  29. Corbett С. F. Computer aided thermal analysus and solidification simulation.- Foundryman, 1987,80, № 8, P.380−385, 388−389
  30. Corbet C.F. The of solstar Solidification Simulation to Fisher Controls 20×16 Class 600 steel volve body.- Foundry-man, 1 993, 86, № 6, P. 144−150.
  31. А.Ф., Данков В. И., Модин C.B. Пакет прикладных программ для разработки технологии литья по выплавляемым моделям // Литейное производство.- 1991, — № 10, — С. 15.
  32. Г. И., Мацкела Г. Н. Автоматизированное проектирование универсальных переналаживаемых пресс-форм точного литья по выплавляемым моделям // Литейное производство.-1987.- № 11, — С. 34.
  33. Литье по выплавляемым моделям / Под ред. Я. И. Шкленника, В А. Озерова. М.: Машиностроение, 1971. — 434 с.
  34. Литье по выплавляемым моделям / Под ред. Я. И. Шкленника, В А. Озерова. 3-изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1984. -408 с.
  35. Л.Я., Медведев Я. И. Газопроницаемость и прочность оболочек по выплавляемым моделям // Литейное производство.- 1978,-№ 2.-С.21−23.
  36. И.П., Шипулин Н. В. Снижение брака отливок по выплавляемым моделям // Литейное производство.- 1971.-№ 9.-С.36.
  37. Я.И. Расчет литниково-питающих систем отливок по выплавляемым моделям//Литейное производство.- 1974.-№ 1.-С.1−2.
  38. И.П., Шипулин Н. В., Журавлев А. И. Расчет диаметра стояка литниково-питающей системы // Литейное производство.- 1974.-№ 2.-С.41−42.
  39. ГОСТ 19 551–74 ГОСТ 19 568–74. Системы литниковые для литья по выплавляемым моделям.- Введен 01.07.75 — М.: Изд-во стандартов, 1974. — 89 с.
  40. Теплообмен между отливкой и формой / Под.ред. А. И. Вейника. Минск, «Вышэйшая школа», 1967. — 332с.
  41. А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи.- М.: Металлургия, 1965. 375 с.
  42. Д., Танехил Дж., Плетгер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т.Т.1. Пер. с англ.- М: Миф, 1990. -384 с.
  43. A.A. Теория разностных схем. М: Наука, 1983. -616 с.
  44. С.С. Основы теории теплообмена. изд.4-доп., Новосибирск: Наука, 1970. — 659 с.
  45. ВВ. Разработка и освоение методик автоматизированного проектирования технологии и оснастки литья с кристаллизацией под давлением: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.16.04 Н.Новгород.: НГТУ., 1986. — 250 с.
  46. Г. Ф. Теория формирования отливки. В 2-х ч. М.: Машиностроение, 1976. -Ч.1.- 328 с.
  47. Карножицкий В Н. Крнтактный теплообмен в процессах литья. -К.: 1978.-300 с.
  48. М.Д. Теплопередача через границу «отливка-форма» при затвердевании алюминиевых сплавов. Литейное производство. -1990, № 6, с. 18−19.
  49. М.А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М., Энергия, 1997. 344с.
  50. A.B. Теория теплопроводности. М.: Гос. изд. технико-торетич. лит., 1952. — 392 с.
  51. Компьютерное моделирование литейных процессов: Труды ЦНИИМ.-Спб.-1998.№ 3.-60с.
  52. Д., Танехил Дж., Плетгер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т.Т.2. Пер. с англ.- М: Миф, 1990. -362 с.
  53. Справочник по элементарной математике / Под ред. П. Ф. Фильчакова.- Киев: Наукова думка, 1972. 528 с.
  54. И.Н., Семендяев К. А. Справочник по матиматике для инженеров и учащихся втузов. М, Наука 1986. — 544 с.
  55. A.A. Пособие к решению задач по высшей математике, -Минск: Изд. Б ГУ, 1973. 532 с.
  56. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок / Н. М. Галдин, В. В. Чистяков, А.А.Шатульский- Под общ. ред. В. В. Чистякова. М.: Машиностроение, 1992. — 253 с.
  57. Лабораторные работы по технологии литейного производства/
  58. A.К.Курдюмов, А. М. Михайлов, Б. В. Бауман и др.- Под общ. ред.
  59. B.К.Курдюмова. М. Машиностроение, 1990. — 272 с.
  60. О.Н., Лебедев ВВ. Обработка результатов измерений. М. Наука, 1979. — 104 с.
  61. В.А., Сирая Т. Н. Методы Обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990.-288 с.
  62. А. Н. Уфимцев М.В. Статистическая обработка результатов экспериментов. М.: Изд-во МГУ, 1988. — 174 с.
  63. Задачи иупражнения по математическому анализу для втузов/ Под общ. ред. Б. П. Демидовича. М.: Наука. 1970. — 472 с.
  64. Математические модели и методы в литейном производстве- Учебное пособие / И. О. Леушин, Нижегород. гос. техн. ун-т, Н. Новгород, 1995.-49 с.
  65. Специальные способы литья: Справочник / В. А. Ефимов, Г. А. Анисович, В. Н. Бабич и др.- Под общ. ред. В. А, Ефимова. М.: Машиностроение, 1991. — 436 с.
  66. Теория литейноых процессов- Учебное пособие / Б. Б. Гуляев, Л., Машиностроение, 1976. 216 с.
  67. П.Н. Технология стальных отливок М.: Металлургиздат, 1960. — 352 с.
  68. М.Н. Современные литейные формы. М., Машиностроение, 1967. 245 с.
  69. Абрамов Г. Г, Панченко Б. С., Справочник молодого литейщика.-3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк., 1991. 319 с.
  70. В.Н. Брак и дефекты в литье по выплавляемым моделям. М.: Машгиз, 1959. 267 с.
  71. М. Процессы затвердевания /Пре. с анг. В. Н. Вигдоровича, В. Г. Глебовского. Под ред. А. А. Жукова, Б. В. Рабиновича. М.: Мир, 1977. -424 с.
  72. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам./ Я. М. Вильнер, Я. Т. Ковалев, Б. Б. Некрасов: Под общ. ред.Б. Б. Некрасова. Минск.: Вышэйшая школа, 1976. — 415 с.
  73. P.P. Гидравлика: Учебник для вузов. 4-е изд., доп. и перераб. — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. — 672 с.
  74. Задачи иупражнения по математическому анализу для втузов/ Под общ. ред. Б. П. Демидовича. М.: Наука. 1970. — 472 с.
  75. Математические модели и методы в литейном производстве- Учебное пособие / И. О. Леушин, Нижегород. гос. техн. ун-т, Н. Новгород, 1995.-49 с.
  76. Специальные способы литья: Справочник / В. А. Ефимов, Г. А. Анисович, В. Н. Бабич и др.- Под общ. ред. В. А, Ефимова. М.: Машиностроение, 1991. — 436 с.
  77. Теория литейноых процессов- Учебное пособие / Б. Б. Гуляев, Л., Машиностроение, 1976. 216 с.
  78. П.Н. Технология стальных отливок М.: Металлургиздат, 1960. — 352 с.
  79. М.Н. Современные литейные формы. М., Машиностроение, 1967. 245 с.
  80. Абрамов Г. Г, Панченко Б. С., Справочник молодого литейщика.-3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк., 1991. 319 с.
  81. В.Н. Брак и дефекты в литье по выплавляемым моделям. М.: Машгиз, 1959. 267 с.
  82. М. Процессы затвердевания /Пре. с анг. В. Н. Вигдоровича, В. Г. Глебовского: Под ред. А. А. Жукова, Б. В. Рабиновича. М.: Мир, 1977. -424 с.
  83. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам./ Я. М. Вильнер, Я. Т. Ковалев, Б. Б. Некрасов: Под общ. ред.Б. Б. Некрасова. Минск.: Вышэйшая школа, 1976. — 415 с.
  84. P.P. Гидравлика: Учебник для вузов. 4-е изд., доп. и перераб. — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. — 672 с.
  85. П. Вычислительная гидродинамика./ Пер. с англ. В. А. Гущин, В. Я. Минтицкий: Под ред. П. И. Чушкина. М.: Мир, 1980. -616с.
  86. Л.Д. Курс математического анализа. В 2-х т.Т.1. М.: Высш. школа, 1981. — 687 с.
  87. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей (определение и корреляция)./ Пре. с англ. Б. И. Соколов, Е. И. Нортман.: Под ред. В. Б. Когана. Л.: Химия, Ленингр. отд-е, 1971. — 704 с.
  88. В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1.- 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1978. — 557 с.
  89. Цветное литье: Справочник./Н.М.Галдин, Д. Ф. Чернега, Д. Ф. Иванчук и др. Под общ. ред. Н. М. Галдина М.: Машиностроение, 1989.-528 с.
  90. А.П., Тимофеев Г. И., Кац А.Д., Исаев В. К. Расчет литниково-питающих систем с использованием САПР // Литейное производство. М. 1997 № 7, с. 30,31.
  91. A.A. САПР технологических операций Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-е, 1988 — 234 с.
  92. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении / P.A. Аллик, В. И. Бородянский, А. Г. Бурин и др.: Под общ. ред. P.A. Аллика Л.: Машиностроение Ленингр. отд-е., 1986. — 319 с.
  93. И.В. Экспертные системы // Измерения, контроль, автоматизация измерения. М.: ВИНИТИ, 1988. — 88 с.
  94. М. Аи1оСАОСправочник конструктора.- М.: Прометей, 1991.- 284 с.203
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?