Використання комп'ютерно-інтегрованих систем на підприємстві, у ливарному виробництві по ГОМТ - Застосування комп'ютерно-інтегрованих систем в технології лиття

Комп'ютерне моделювання стає невід'ємною частиною процесів конструювання нових деталей і проектування технологічних процесів їх виготовлення. Воно набуває статус важливої, а часто вирішальної конкурентної переваги. Все частіше замовники на ливарну продукцію у списку вимог до виробника цієї продукції, висувають вимогу про обов'язкове використання комп'ютерного моделювання.

В умовах ринкової економіки підвищення якості продукції, зниження метало - і енергоємності в Україні, є актуальною задачею. Для цього на виробництві впроваджуються новітні технології з застосуванням комп'ютерних програм моделювання, що дозволяє поліпшувати якість продукції без особливих витрат на енергію, метал і т. д.

На сьогоднішній день на ливарних заводах і в ливарних цехах для зниження тимчасових і фінансових витрат на підготовку виробництва почали широко застосовувати комп'ютерні технології, а саме:

    * комп'ютерне моделювання процесу формування виливків при проектуванні технології; * використання CAD-систем при проектуванні технології, і виготовленні оснастки.

Переваги, що надаються системами автоматизованого моделювання ливарних процесів очевидні. У першу чергу, це можливість відпрацювання нюансів ливарної технології на віртуальному прототипі виготовляемої виливки, що зменшує або повністю виключає необхідність у виготовленні пробних виливків, скорочує процес проектування технології та знижує собівартість виливки. Візуалізація фізичних процесів ливарної технології, таких як, заповнення розплавом порожнини ливарної форми, охолодження і затвердіння металу, його жолоблення під дією термічних напружень дозволяє краще зрозуміти особливості цих процесів, а, отже, більш ефективно управляти ними з метою зниження шлюбу в литві і підвищення виходу придатного. Однак широке впровадження САМ стримується низкою причин, серед яких брак інформації про САМ ЛП.

Специфіка ливарного виробництва така, що серед усього розмаїття контрольованих факторів фігурують і стан заливаємого металу, і спосіб виготовлення форми, її попередній прогрів, швидкість подачі рідкого металу у форму, і, зрозуміло, конфігурація самої відливається деталі і ливникової системи, також швидкість відводу тепла при затвердінні, і т. д. При цьому необхідно зазначити, що ще в 60-ті - 70-ті роки в нашій країні була досить докладно розроблена видними вченими - ливарниками теорія ливарних процесів. Надійне рішення тих чи інших завдань формування виливки часто не може бути отримано аналітичним шляхом, а лише чисельно, з реалізацією рішення на комп'ютері. З цієї причини практичне здійснення подібних розрахунків було лише питанням часу, питанням належного розвитку комп'ютерної техніки.

Повномасштабні CAD / CAM / CAE - системи - це складні багатофункціональні системи, до складу яких входить великий набір модулів (від 40 до 50) різного функціонального призначення.

На практиці в більшості західних і вітчизняних підприємств в експлуатації знаходяться різноманітні спеціалізовані та універсальні системи CAD / CAE / CAM різних версій і конфігурацій. Дуже часто в підрозділах однієї і тієї ж організації використовуються різні системи, іноді це має місце навіть на рівні окремих розробників. Наявність подібного пояснюється рядом причин: спробами підібрати найкращу для даної організації систему, симпатіями і звичками окремих співробітників, бажанням використовувати для конкретних проектних завдань найбільш підходяще програмне забезпечення, необхідністю використання єдиної системи з комерційним партнером та ін.

При застосуванні проектування литих деталей сучасні системи (CAD / CAM / CAE / PDM і CIM), можна забезпечити:

    1. Скорочення часу виробництва і підвищення конкурентоспроможної продукції, що випускається. Завдяки програмам, Які забезпечують швидкість створення 3D моделі, незважаючи на витрати часу випуску "плоских" креслень на папері. 2. Також можуть забезпечити значну економію коштів. За рахунок пакету програм, які скорочують обсяг поточних змін, супутніх будь-якому процесу проектування, а також помилок. 3. Підвищення якості виготовлення. За допомогою ефективного аналізу створюваних виробів, в деяких пакетах програм ми можемо відстежити супутні дефекти. 4. Дозволить не безперервно проектувати і випускати більш якісні моделі. 5. Максимальне виключення помилок. За рахунок візуалізації проектованого вироби, які дозволяють нам своєчасно провести виключення типових помилок у виробництві. 6. Впровадження більш нових і сучасних методів, які дозволяють нам розробляти продуктивні методи проектування 3D моделі, а так само їх візуалізації, розгляду процесів заливки, а так само можливих дефектів. 7. Відмова від масштабних макетних виробів, дозволить нам скоротити час створення певної деталі.

Сучасне проектування в ливарному виробництві включає в себе: розробку 3D моделі деталі, ливникової системи та обладнання. А також, процеси, що протікають повинні бути узгоджені з практичними методами. Які дозволяє отримати якісні деталі, з більш високими експлуатаційними характеристиками.

Для рішення багатьох проблем на підприємстві створена сучасна комп'ютерна база, що дозволяє створювати 3D моделі в програмі Solіd Works і використовувати їх для моделювання в програмі LWM Flow, що дозволило науково обгрунтувати технологію виготовленню виливків, спроектувати 3D модель, вибрати технологічні параметри лиття і провести в лабораторних і промислових умовах експериментальні дослідження.

LVM FLow - це програма, яка дозволяє без натурних експериментів (а значить без витрат додаткових коштів) провести оптимізацію ливникової та інших систем і, отже, уникнути багатьох ливарних дефектів, таких як включення шлаку, вжимини, ерозія, бульбашки газу, поверхневі дефекти, варіації твердості і т. д.

LVMFLow має ряд незаперечних переваг:

    * простота у використанні; * вітчизняна розробка (російський інтерфейс, вітчизняна база даних); * висока швидкість моделювання; * враховані побажання вітчизняних підприємств; * великий спектр можливостей; * низька вартість та багато іншого...

Для вирішення завдання, яка поставлена ??в даній роботі була обрана програма LVM Flow, так як вона найбільш зручна. Проектування ливарної технології здійснюється за допомогою програми Solid Works, яка включає в себе побудову тривимірних (3D) геометричних моделей деталі, відливки з ливникової системою, а також ливарного оснащення. У програмі LVM Flow звісно - різницева модель бути побудована за такими вихідними даними: розмір комірки; кількість осередків; матеріал виливки; матеріал форми; температура заливається металу; спосіб заливки.

Програма дозволяє промоделювати наступні процеси: заповнення форми металом; розрахунок температурних полів; розрахунок поля рідкої фази; розрахунок сегрегації; розрахунок дефектів; розрахунок напруг і деформацій; канали охолодження; робота фільтрів; облік багаторазового використання форми. LVM Flow пропонує широкий набір інструментів для моделювання, дослідження та створення оптимальної ливарної технології. Модульна структура LVM Flow дозволяє швидко і зручно адаптувати і налаштувати систему до умов будь-якого виробництва. Наявність системи LVM Flow дозволяє значно здешевити і прискорити роботу з проектування та розробки технології виробництва виливків.

Область застосування пакета по способам лиття включає лиття по виплавлюваних моделях (як Опочно, так і безопочного), лиття в землю, у кокіль, в виливницю, лиття під тиском. Для кожного способу лиття можна задати будь-які зовнішні умови: це може бути кристалізація у вакуумі, з природною конвекцією на повітрі, з примусовим обдувом або охолодженням водою. До складу LVMFlow включена нова підсистема моделювання затвердіння чавунів.

Світовий ринок тракторів з кожним роком збільшує продажі тракторів, оснащених безступінчастими трансмісіями. Переважна кількість тракторів з безступінчастими трансмісіями оснащені гідрооб'ємно - механічними трансмісіями (ГОМТ), основними перевагами яких є простота конструкції, висока ергономічність, зручність управління, можливість вибору оптимальної швидкості трактора та режиму роботи двигуна.

В Україні, вперше, готується випуск вітчизняного зразка трактора з безступінчастим гідрооб'ємно - механічною трансмісією.

На сьогоднішній день на ПАТ "ХТЗ" впроваджується у виробництво гідрооб'ємно-механічна трансмісія (ГОМТ) для колісних тракторів з шарнірно-зчленованою рамою. Актуально подібне рішення для перспективних розробок тракторів підвищеної потужності і для тракторів з двигунами потужністю до 300 к. с.

Використання принципу узагальненого вирішення інженерних завдань лягло в основу виконання договору №19522 від 11 лютого 2015 року, укладеного між ПАТ "Харківський тракторний завод ім. С. Орджонікідзе " та Національним технічним університетом "Харківський політехнічний інститут", на тему " Інженерне моделювання литих корпусних деталей безступінчатих гідрооб'ємно - механічної коробки передач трактора в діапазоні потужності двигуна 240-300 л. с. ", який склав напрямок наукової роботи.

Фундаментальні основи моделювання роботи безступінчастих ГОМТ розглянуті та проаналізовані особливості та конструкцій ГОМТ існуючих західних зразків. У роботі запропонований системний поетапний підхід до проектування гідрооб'ємно - механічних трансмісій, розрахунково - теоретична технологія трансформації початкової моделі ГОМТ в 3D ескізні проекти трансмісії і технічну документацію для їх виготовлення. Велика кількість робіт присвячено розробці конкретних схем безступінчастих трансмісій, питань створення їх математичних моделей, аналізу результатів моделювання роботи тракторів, оснащених такими трансмісіями.

Для виконання поставленого завдання була запропонована наступна послідовність етапів, згідно з методикою моделювання процесів лиття:

    - визначення початкових умов; - розробка 3D моделі виливки на базі технологічної литниково-живильної системою; - комп'ютерно-інтегроване моделювання ливарних процесів виробництва; - аналіз результатів моделювання; - аналіз характеру заповнення форми металом і розташування ливарних дефектів.

В якості досліджуваної деталі для комп'ютерно-інтегрованого моделювання нами була обрана корпус РК (корпус роздавальної коробки) в ГОМТ.

Похожие статьи




Використання комп'ютерно-інтегрованих систем на підприємстві, у ливарному виробництві по ГОМТ - Застосування комп'ютерно-інтегрованих систем в технології лиття

Предыдущая | Следующая